三叶斑潜蝇热激蛋白Hsp90基因的克隆及其在高温胁迫下的表达分析

采用RT-PCR及RACE技术克隆了三叶斑潜蝇Hsp90基因全长cDNA序列,并用实时定量RT-PCR的方法检测其在不同发育阶段受到高温胁迫后的表达水平。该基因的cDNA序列全长2 408 bp,开放阅读框为2 145 bp,编码714个氨基酸;5′非编码区为151 bp,3′非编码区为112 bp。该基因推导的氨基酸序列与其他昆虫同源序列比较有很高的相似性（80%~99%）。聚类分析结果显示三叶斑潜蝇与美洲斑潜蝇和南美斑潜蝇的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果表明三叶斑潜蝇Hsp90基因的表达受到热胁迫的诱导,诱导3龄幼虫最大表达量的温度比诱导其他发育阶段的温度低,在43 ℃时预蛹和蛹的表达量在整个生命周期中最高,在检测的高温胁迫条件下,雄虫比雌虫的表达量更高。该结果为阐明三叶斑潜蝇胁迫耐受能力及其对其他潜蝇种群的取代机制奠定了分子基础。     

大草蛉P450基因cDNA片段的克隆及吡虫啉诱导表达

本研究根据不同昆虫细胞色素单加氧酶P450基因CYP4基因家族保守氨基酸序列,设计简并引物,通过RT-PCR扩增出了大草蛉Chrysopa septempunctata P450基因417 bp cDNA片段,命名为CSP450。该片段编码138个氨基酸残基,与已公布的烟草天蛾Manduca sexta、赤拟谷盗Tribolium castaneum、嗜卷书虱Liposcelis bostrychophila、玉米夜蛾Laphygma exigua、家蚕Bombyx mori、不吉按蚊Anopheles funestus和红火蚁Solenopsis invicta的CYP4 P450氨基酸序列进行比对,其相似性分别为59%、59%、54%、54%、58%、54%、54%。研究表明,用1 mg/L的吡虫啉溶液对大草蛉幼虫进行诱导,实时荧光定量PCR技术检测大草蛉体内CSP450基因的转录表达呈上调趋势,推测该基因可能参与了大草蛉体内吡虫啉的分解代谢过程。     

基于转录组测序解析草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制

为阐明草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制,通过LC₅₀的溴氰虫酰胺诱导草地贪夜蛾3龄幼虫后,利用酶活测定和转录组测序鉴定解毒代谢相关基因,并采用实时荧光定量PCR技术对细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,P450)基因进行验证分析。结果表明,经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后,草地贪夜蛾3龄幼虫体内3种解毒代谢酶活性较对照均有所升高,但仅P450活性较对照显著升高,而谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶与对照无显著差异。经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后草地贪夜蛾3龄幼虫转录组中共筛选到1 408个差异表达基因,其中上调表达的基因有935个,下调表达的基因有473个。药物代谢-细胞色素P450通路、药物代谢-其他酶通路及细胞色素P450对异生物质的代谢通路中有超过20个基因存在差异表达。在草地贪夜蛾转录组中筛选鉴定到121个P450基因,其中,属于CYP2、CYP3、CYP4以及Mito家簇的基因分别有9、45、58和9个,而经LC_5...     

星豹蛛PaCYP3001U16基因的克隆与表达分析

为探究细胞色素P450基因在星豹蛛Pardosa astrigera体内的表达特性及对溴氰菊酯胁迫的响应,采用反转录PCR技术克隆其细胞色素P450基因并进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)技术分析其在星豹蛛各发育阶段及雌雄成蛛不同部位的表达水平,同时分析其在溴氰菊酯不同浓度胁迫下和不同处理时间后的表达模式。结果显示,在星豹蛛雌成蛛中克隆得到1个细胞色素P450基因,其开放阅读框为1 473 bp,编码490个氨基酸,命名为PaCYP3001U16(GenBank登录号为MZ643213)。PaCYP3001U16基因在星豹蛛各发育阶段均有表达,其中在成蛛期的表达量最高,在6龄幼蛛期的表达量最低;该基因在雌雄成蛛腹部的表达量显著高于在头胸部及足部的表达量。星豹蛛雄成蛛经LC10(5.151 mg/L)、LC30(8.619 mg/L)和LC50(12.311 mg/L)溴氰菊酯处理12 h,PaCYP3001U16基因的表达量均被抑制,且在LC50处理下表达量最低。PaCYP3001U16基因经LC30溴氰菊酯处理...     

甜菜夜蛾中肠碱性磷酸酶alp2基因的克隆、表达及功能分析

为探究甜菜夜蛾Spodoptera exigua中肠碱性磷酸酶(alkaline phosphatase protein 2,ALP2)是否为Cry1Ac杀虫蛋白的受体,采用同源克隆和RACE技术克隆了编码alp2基因的完整c DNA序列,利用荧光定量PCR比较了甜菜夜蛾幼虫中肠不同龄期ALP2表达量的差异,利用Ligand blot方法检测了中肠ALP2与Cry1Ac杀虫蛋白的结合。结果表明,alp2基因序列全长1 629 bp(Gen Bank序列号为KP420013),编码542个氨基酸,预测在氨基酸序列N端包含1个由21个氨基酸组成的信号肽,在C端存在1个GPI修饰的锚定位点,且在整个氨基酸序列中存在多个糖基化修饰位点。在整个甜菜夜蛾幼虫期均有ALP2表达,但不同龄期的表达量差异显著,1龄幼虫期表达量最低,4龄幼虫期最高。Ligand blot方法检测结果表明原核表达的ALP2片段与活化的Cry1Ac杀虫蛋白可以结合。研究表明,甜菜夜蛾中肠的ALP2可能是Cry1Ac的受体之一。     

四种P450基因调控小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗性

为研究CYP6家族P450基因在小菜蛾Plutella xylostella代谢氯虫苯甲酰胺中的作用,利用浸叶法测定不同小菜蛾种群3龄幼虫对氯虫苯甲酰的抗性水平,采用实时荧光定量PCR(quantitative realtime PCR,q RT-PCR)方法分析CYP1v3、CYP1v4、CYP6B6和CYP6f这4种P450基因在小菜蛾不同抗性种群体内的表达差异及杀虫剂的短期诱导效应,并通过RNA干扰技术沉默4种P450基因后分析小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的敏感性。结果显示,4种P450基因在中等抗性水平小菜蛾种群体内高表达;氯虫苯甲酰胺处理可诱导4种基因显著上调表达。分别沉默4种P450基因后,处理组小菜蛾的P450酶活力显著下降37.60%～54.82%,且处理组小菜蛾的死亡率显著高于对照组;同时沉默4种基因处理组的小菜蛾P450酶活力显著低于其他各处理组。表明4种P450基因可能同时参于小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的代谢。     

抗氰戊菊酯棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆及分析

以抗氰戊菊酯棉铃虫六龄幼虫中肠组织总RNA为模板,采用特异性引物,通过对反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)的条件进行不断探索和优化,成功克隆出全长为1 557 bp的基因片段(GenBank登录号DQ497428)。该片段包括一个完整的开放阅读框架(1 515 bp)及5'端的42个碱基,编码504个氨基酸残基。与国外报道的细胞色素P450 CYP6B7基因(GenBank登录号AF031468)的核苷酸、氨基酸同源性分别为97.75%和98.81%,为CYP6B7的等位基因。Northern杂交分析表明,抗性品系棉铃虫中肠组织中CYP6B7 mRNA的表达量明显高于敏感品系的,初步表明CYP6B7在棉铃虫对氰戊菊酯的抗药性中起着重要作用。     

黏虫CYP9A113基因的克隆及外源物质对基因表达的诱导效应

黏虫是我国作物上最重要的害虫之一。细胞色素P450能够参与昆虫外源物质代谢。本研究采用RACE技术克隆了一条编码黏虫P450基因的cDNA序列,并通过Real-time PCR技术,检测了4种外源物质对该基因表达的诱导效应。该基因被国际P450命名委员会命名为CYP9A113,GenBank登录号为KY436739。利用2.5%高效氯氟氰菊酯乳油的LD_(50)处理黏虫3 h,LD_(10)、LD_(30)和LD_(50)处理12 h和24 h,可诱导表达CYP9A113基因;20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂的LD_(10)处理黏虫12、24和48 h,LD_(30)和LD_(50)处理24 h,CYP9A113基因表达呈诱导效应;0.1和0.5 mg/mL香豆素处理6、12、24和48 h,CYP9A113基因表达均呈诱导效应;0.1和0.5 mg/mL吲哚-3-甲醇处理3、6、12、24和48 h,CYP9A113基因表达均呈诱导效应。     

棉铃虫V-ATP酶亚基A基因克隆及表达谱分析

为探索棉铃虫Helicoverpa armigera液泡型ATP酶(vacuolar-type proton ATPase,V-ATP酶)亚基A对棉铃虫生长发育的影响及其在Bt杀虫机制中的作用,采用PCR结合RACE技术克隆了棉铃虫V-ATP酶亚基A基因序列,通过实时荧光定量PCR技术测定了其在棉铃虫不同发育历期和幼虫肠道不同组织中的表达量;并比较了4龄幼虫取食含Cry1Ac蛋白饲料后中肠中该基因表达量的变化。结果显示,棉铃虫V-ATP酶亚基A基因全长2 578 bp(Gen Bank登录号KP090287),开放阅读框1 863 bp,编码621个氨基酸。V-ATP酶亚基A高度保守,不同物种间氨基酸序列同源性大于90%。V-ATP酶亚基A在棉铃虫整个生育期都有表达,在4龄幼虫体内表达量最高,是卵期的3.00倍;在幼虫肠道不同组织中,中肠中表达量最高,是后肠中的2.65倍。4龄棉铃虫幼虫取食含Cry1Ac蛋白的人工饲料后,中肠V-ATP酶亚基A的表达受到抑制,表达量为对照的0.39~0.81倍。表明V-ATP酶亚基A基因可能参与棉铃虫的生长发育和代谢过程,并可能与抵御Cry1Ac的毒杀作用有一定关系。     

甜菜夜蛾对氯虫苯甲酰胺抗性种群选育及鱼尼丁受体基因表达特征

为明确甜菜夜蛾Spodoptera exigua对氯虫苯甲酰胺的抗性发展及抗性种群中鱼尼丁受体(ryanodine receptor,RyR)基因的表达量变化,室内采用饲料混毒法进行甜菜夜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗性选育,荧光定量PCR技术研究了抗性和敏感种群之间RyR基因mRNA表达量的差异。结果表明,室内选育31代后获得一个抗性倍数为105.60倍的甜菜夜蛾抗性种群,其mRNA表达量在甜菜夜蛾不同发育阶段及抗性种群和敏感种群之间均存在差异,以表达量最低的卵期作为对照,抗性种群中1龄幼虫表达量最高,是卵期的154.58倍;其次是雄性成虫,其表达量是卵期的101.51倍;2~5龄幼虫分别是卵期的59.56、35.35、72.99和19.84倍。抗性种群中1、2和4龄幼虫mRNA表达量分别是敏感种群的5.99、2.79和2.14倍,其余阶段低于敏感种群。表明甜菜夜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性可能主要表现在幼虫阶段,RyR基因的表达量变化与氯虫苯甲酰胺诱导有关。     

乙烯信号传导途径因子OsEIL 6调控水稻抗稻瘟病反应

稻瘟病(rice blast)是水稻生产上最严重的病害之一。抗病相关基因的挖掘对稻瘟病的防治具有重要意义。研究表明植物EIN3/EIL家族基因在抗病过程中发挥着重要作用。本研究采用RNAi技术探究OsEIL6参与的水稻抗稻瘟病反应。稻瘟菌侵染时基因表达谱检测结果表明,OsEIL6在水稻和稻瘟菌非亲和组合中受到诱导表达。稻瘟菌接种结果显示,水稻OsEIL6沉默株系和野生型植株‘TG394’相比抗性下降;实时荧光定量RT-PCR结果分析表明,OsEIL6的表达量下降导致乙烯合成途径中OsACO1和乙烯信号传导途径的OsERF063和OsERF073的转录水平下降。亚细胞定位研究发现该基因定位于水稻细胞质。OsEIL6沉默株系中ROS合成途径标记基因OsrbohA和OsrbohB的表达量均明显下调,表明该基因可能通过影响ROS的合成调控水稻抗稻瘟病反应。本研究结果将有助于进一步揭示OsEIL6参与的乙烯信号传导途径介导的水稻抗稻瘟病反应机制。     

铜绿假单胞菌ZJ1999对水稻纹枯病的防治及其在水稻上的定殖

利用拮抗菌铜绿假单胞菌ZJ1999产生的粗提液进行防治水稻纹枯病研究的结果表明，抑制病菌侵染的活力随着粗提液浓度提高和处理时间的延长而增强。该菌株的定殖时间与最初引进时的浓度密切相关，其最低应用浓度为10^8cfu／ml，在接种纹枯病病菌后第一天的喷施防效最佳。拮抗菌ZJ1999在发病的秧苗、成株期植株茎杆和叶片上，14d后的菌量分别维持在10^2-10^3和10^3～10^4cfu／g。     

乙烯信号参与调控水稻纹枯病抗性的研究

 乙烯(ET)信号在植物抵抗各种逆境反应中具有重要作用,但目前关于乙烯信号在调控水稻纹枯病抗性中的作用仍缺乏系统研究。本研究以感纹枯病水稻品种Lemont和抗纹枯病水稻品种YSBR1为材料,分析了纹枯病菌接种后乙烯合成关键基因及信号传导途径中标志基因的表达水平,结果显示,纹枯病菌侵染可显著诱导相关基因的表达、激活乙烯信号。进一步采用乙烯合成抑制剂和信号激活剂处理水稻并进行接种鉴定,结果显示,两种化学剂分别可抑制或激活乙烯信号;无论是Lemont还是YSBR1,激活其乙烯信号均可显著增强抗病性,而抑制该信号均显著降低抗病性。对3个乙烯受体突变体(ethylene response2, etr2; ethylene response3, etr3; ethylene response sensor2, ers2)进行温室接种鉴定,发现突变体的病斑长度均极显著高于野生型对照。以上研究表明乙烯信号在水稻对纹枯病菌的防卫反应或基础抗性中具有十分重要的作用,结果将为进一步解析“水稻-纹枯病菌”间的互作机制、制定合适的病害综合防控策略提供理论基础。     

戊唑醇对立枯丝核菌的抑制作用及在水稻上的应用

戊唑醇是一种高效、广谱、内吸性强的三唑类杀菌剂。研究表明,在离体条件下其对立枯丝核菌Rhizoctonia solani Kuhn菌丝生长具有很强的抑制作用,EC50值为0.509 μg/mL。无论在天然培养基(LBA)还是在半组合培养基(AEA)上,戊唑醇均会抑制菌核的产生,且菌核的产量随着药剂浓度的增加而降低;虽然其对菌核的萌发无影响,但对菌核萌发后菌丝的生长有强烈的抑制作用。温室试验结果表明,立枯丝核菌菌碟经戊唑醇处理后,其对分蘖期水稻植株的致病力随着药剂浓度的提高而下降;戊唑醇可很好地被水稻叶片和根系吸收,并输送到水稻的茎部;对水稻纹枯病具有保护和治疗作用,EC50值分别为58.03和62.53 μg/mL;对立枯丝核具有较长的持效期,800 μg/mL处理水稻7 d后再接种的防效为41.46%。田间药效试验表明,43%的戊唑醇悬浮剂在有效剂量116.10 g/hm2下两次喷药后15 d的防效达71.97%。该药剂在本试验剂量范围内对水稻安全。     

丙环唑对水稻纹枯病菌的抑制作用及对纹枯病的防治效果

为明确丙环唑对水稻纹枯病的防治作用,通过离体抑菌试验,温室盆钵试验和田间试验研究了丙环唑对水稻纹枯病菌的抑制作用和对纹枯病的防治效果.离体抑菌试验表明,丙环唑能够强烈抑制水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)的菌丝生长,EC50为0.045 μg/mL,并能够强烈抑制菌核产生,但不能抑制菌核萌发.温室试验表明,纹枯病菌经丙环唑处理后,致病力随药剂浓度提高而显著减弱;丙环唑可以很好地被水稻叶片和根系吸收,并输送到水稻的茎部和叶鞘;丙环唑对水稻纹枯病具有保护和治疗作用,400 μg/mL丙环唑处理水稻,抑制病斑长度分别达到82.16％和76.61％,并随药剂处理浓度的降低而降低;丙环唑对立枯丝核菌有较长的持效期,800 μg/mL处理水稻11 d后再接种的防效为40.10％.田间药效试验表明,25％的丙环唑乳油在有效剂量150 g/hm2下3次喷药后14 d的防效达到89.15％,丙环唑在本试验剂量范围内对水稻安全.表明丙环唑对水稻纹枯病有很好的防治作用,可为生产上防治水稻纹枯病和科学用药提供依据.     

In vitro analysis of host plant specificity in Rhizoctonia solani

Rhizoctonia solani is a plant pathogenic fungus with a wide host range. Host plant specificity within R. solani was analysed on seedlings grown aseptically on agar, which allowed continuous observation of both the fungus and the whole plant without disturbing the interaction. Symptom development on cauliflower, Arabidopsis , eggplant, tomato and potato by 32 R. solani isolates, belonging to six different anastomosis groups (AGs), was studied. Host plant specificity of isolates, as analysed by similarity clustering, was similar to AG-related host plant specificity as observed in the field, with AG3 isolates (except two avirulent strains) separating from the other isolates. Two R. solani isolates with a reciprocal pathogenicity on cauliflower and tomato were selected for further studies. These showed that in the pathogenic combination, R. solani isolates grew over the plant, adhered and formed infection structures, while in the nonpathogenic combination isolates grew over the plant, but neither adhesion nor the formation of infection structures occurred. From these data, it was concluded that host plant specificity is mediated in the early steps of the infection process.     

中国东北地区水稻纹枯病病原菌种类及融合群的分子鉴定

为明确中国东北地区水稻纹枯病病原菌种类及融合群的归属情况, 2015－2017年从黑龙江省、吉林省和辽宁省的17个水稻主产区采集水稻纹枯病标样, 分离获得水稻纹枯病菌214株, 运用水稻纹枯病菌的不同病原菌及融合群的特异性引物对214株水稻纹枯病菌进行病原菌种类和融合群鉴定, 并利用rDNA内转录间隔区(ITS)序列, 对供试水稻丝核菌的融合群归属进行了分析。结果表明:供试214株水稻纹枯病菌分属于茄丝核菌Rhizoctonia solani和水稻丝核菌Rhizoctonia oryzae-sativae, 菌株数分别为198株和16株, 占比分别为92.52%和7.48%。茄丝核菌菌株分属于2个融合群, 分别为AG1-IA和AG4, 菌株数分别为191株和7株, 占比分别为96.46%和3.54%。水稻丝核菌菌株均属于AG-Bb融合群, 菌株数为16株。不同年份水稻纹枯病的病原菌种类及融合群出现的频率和地域分布无明显变化, 而不同地域间水稻纹枯病病原菌的种类及融合群具有明显的分化特征, AG1-IA融合群在中国东北三省各个水稻产区均有分布且均为优势融合群, AG4融合群在辽宁省盘锦市出现频率最高, 水稻丝核菌AG-Bb融合群在吉林省吉林市、通化市和梅河口市出现频率最高。     

苯并噻二唑诱发水稻对纹枯病的抗性

研究了苯并噻二唑(B1H)诱发水稻产生对纹枯病的抗性。离体条件下，1．0mmol／L BTH对纹枯病菌菌丝生长无明显抑制作用。BTH叶面或灌根处理四叶一心期水稻幼苗，并将植株第2、3和4叶离体接种纹枯病菌，水稻叶片纹枯病病斑长度明显下降，BTH诱发苗期水稻产生抗性的最佳诱导期在处理后的3—5天，最佳浓度为0．1mmol／L，BTH灌根处理诱发抗性的效果较好。用BTH溶液叶面喷雾处理成株期水稻倒二叶后离体接种纹枯病菌，倒二叶、倒一叶和剑叶上病斑长度显著低于对照，最佳诱导期在处理后3—5天。用BTH处理苗期水稻第2叶或成株期倒二叶，可使未经处理的苗期水稻第3和4叶以及成株期水稻倒一叶和剑叶上纹枯病病斑长度显著下降。     

黄绿木霉发酵液对水稻纹枯病菌作用的研究

利用黄绿木霉菌发酵液处理水稻纹枯病丝核菌,初步探讨了黄绿木霉菌发酵液对水稻纹枯病丝核菌的抑菌能力及抑菌机理。试验结果表明：黄绿木霉菌发酵液抑菌作用稳定,经121 ℃处理25 min后,抑菌率为100%; pH3～8的范围内抑菌率均为100%。经黄绿木霉菌发酵液处理的水稻纹枯病丝核菌菌丝电导率与呼吸强度几乎下降为0,光学显微镜观察到菌体形态发生变化,透射电镜下观察到细胞壁出现孔洞。用处理后的水稻纹枯病丝核菌菌丝接种水稻植株,发病率明显降低。