不同色型异色瓢虫转录组差异表达基因分析

为探究不同色型异色瓢虫Harmonia axyridis之间产生生理学差异的机制,通过Illumina HiSeq测序平台对黄底多窗型、黑底两窗型和黑底四窗型3种不同色型异色瓢虫雌雄成虫的18个转录组进行高通量测序,比较不同色型间的差异表达基因,并结合GO和KEGG数据库对差异表达基因进行注释分析。结果表明：通过对差异表达基因进行定量比较发现,与黄底多窗型相比,2种黑底型异色瓢虫雌雄成虫的下调基因明显更多;GO功能分类结果显示,不同色型的异色瓢虫雄成虫和雌成虫差异表达基因所属分类基本相似,并未见显著富集现象,且主要属于细胞过程、单组织活动和细胞等类别;通过KEGG数据库比对分析发现不同色型异色瓢虫中的差异表达基因功能主要与环境适应和能量代谢通路相关。其中,与氧化磷酸化过程相关的基因在2种黑底型异色瓢虫中的表达量显著低于黄底多窗型异色瓢虫,这种差异在雌成虫中更为显著。     

七星瓢虫与异色瓢虫对桃蚜的种间竞争研究

通过单独饲养和混合饲养,研究了种间竞争对七星瓢虫和异色瓢虫种群数量增长的影响,并用Lotka-Volterra种间竞争模型对两种瓢虫在猎物相对充足与不足条件下的种间竞争进行模拟.结果表明,单独饲养时,异色瓢虫的种群增长数量大于七星瓢虫;混合饲养时,七星瓢虫的种群增长数量在猎物相对充足时大于异色瓢虫,而猎物相对不足时.七星瓢虫的种群增长数量小于异色瓢虫.在两种瓢虫的种间竞争中,异色瓢虫相对占优势,竞争的结局是二者可以形成一个稳定的平衡局面而得以共存.     

异色瓢虫耐饥能力及饥饿对其捕食槐蚜功能的影响

试验结果表明,异色瓢虫4龄幼虫和成虫在饥饿条件下寿命最长。不同饥饿程度的异色瓢虫3～4龄幼虫、成虫的捕食量均随槐蚜密度的增加而增加,对槐蚜捕食的功能反应均属于HollingⅡ型,经χ ²检验,各圆盘方程理论值和实测值拟合较好。同一虫态不同饥饿程度的异色瓢虫对槐蚜的捕食情况无明显差异。饥饿48 h的异色瓢虫3～4龄幼虫、成虫在24 h内对槐蚜的捕食作用主要集中在初始阶段,即本试验的0～6 h内。     

三种农药对龟纹瓢虫细胞色素P450基因表达的影响

为探究棉田常用杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂对龟纹瓢虫的潜在影响,选取甲基硫菌灵、精喹禾灵、缩节胺对其成虫进行胁迫处理,分析其繁殖力与存活率变化及解毒酶的转录响应。经缩节胺、甲基硫菌灵和精喹禾灵处理后,龟纹瓢虫繁殖力和存活率均无显著性变化。从龟纹瓢虫基因组中鉴定出CYP307A1、CYP314A1、CYP345D2、CYP6BQ22、CYP9Z1和CYP9Z4共六个P450基因,蛋白序列结构分析发现其分别编码510、421、353、314、343和385个氨基酸,均包含P450结构域,且前三者属于CYP3家族、后二者属于CYP9家族,CYP6BQ22属于CYP6家族。利用实时荧光定量PCR技术检测了在不同农药处理下的上述基因表达量变化,结果表明,经甲基硫菌灵处理后,CYP307A1和CYP6BQ22表达量显著上调;经精喹禾灵处理后,CYP307A1、CYP345D2和CYP6BQ22表达量显著上调,CYP9Z1和CYP9Z4表达量显著下调;经缩节胺处理后,CYP307A1和CYP9Z1表达量显著上调。综上所述,虽然龟纹瓢虫经三种农药处理后生物学数据无显著性变化,但均可使部分P450基因表达上调,可能会促进龟纹瓢虫的解毒代谢效应。该研究为探究农药对龟纹瓢虫的潜在影响及其抗药性提供了重要证据。     

七星瓢虫乙酰辅酶A羧化酶基因克隆及表达分析

乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACC)是脂肪酸合成第一步反应的限速酶,参与长链脂肪酸的合成。本试验基于七星瓢虫Coccinella septempunctata L.转录组数据,探究ACC在滞育七星瓢虫脂代谢中的调控作用。利用RT-PCR和RACE技术从七星瓢虫中克隆得到ACC基因全长,命名为CsACC(GenBank登录号:MT012819),该基因cDNA序列全长7 217 bp,开放阅读框(ORF)长为6 792 bp,编码2 263个氨基酸,预测蛋白质分子量为255.9 kDa,理论等电点(pI)为5.90,无跨膜螺旋结构,无信号肽。通过氨基酸多序列比对分析,结果显示CsACC与鞘翅目的赤拟谷盗Tribolium castaneum乙酰辅酶A羧化酶同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术检测CsACC基因在七星瓢虫正常发育及滞育诱导不同阶段的相对表达量,结果显示,滞育诱导30 d表达量达到最高,滞育诱导60 d、滞育解除期以及正常发育30 d表达量几乎持平。本研究为揭示CsACC基因在脂代谢通路中的调控作用提供理论依据。     

瓢虫对烟蚜的控制效能及异色瓢虫与烟蚜茧蜂的取食竞争作用

为了明确4种主要捕食性瓢虫对烟蚜的控制效能及其与优势寄生性天敌烟蚜茧蜂的取食竞争作用,在室内条件下测定了七星瓢虫、异色瓢虫、六斑月瓢虫和龟纹瓢虫对烟蚜的捕食效能和异色瓢虫与烟蚜茧蜂的取食竞争作用。结果表明,4种瓢虫捕食烟蚜后均能正常完成发育,发育历期分别为异色瓢虫(17.11 d)七星瓢虫(16.25 d)六斑月瓢虫(13.69 d)龟纹瓢虫(12.73 d),其中异色瓢虫的4龄幼虫期最长,达4.15 d,显著高于其他瓢虫;异色瓢虫、七星瓢虫、六斑月瓢虫和龟纹瓢虫完成生长发育对烟蚜的总捕食量分别为687.0、635.6、359.2和253.2头,各瓢虫间差异显著。在烟蚜茧蜂和异色瓢虫的共存系统中,增加异色瓢虫的数量,异色瓢虫和烟蚜茧蜂对烟蚜的个体控制数量均会降低;增加烟蚜茧蜂的数量,显著降低了种内的个体寄生量,但对异色瓢虫的控蚜作用无明显影响。该研究结果将为合理利用天敌昆虫组合控制烟蚜提供技术依据。     

七星瓢虫对苜蓿斑蚜捕食作用的研究

七星瓢虫(Coccinella septempunctata)捕食苜蓿斑蚜(Therioaphis trifolii)的数量与苜蓿斑蚜密度呈负加速曲线关系,功能反应符合Holling-Ⅱ型模型,为N_a=1.024 2N/(1+0.003 3N),捕食苜蓿斑蚜的数量随斑蚜密度增加而增大,但寻找效应随之而降低,日最大捕食量为313头。在10～25℃下,七星瓢虫捕食率y与温度x的关系为y=2.4 1x+3 0.0 7 5,在2 5～3 5℃间的捕食率y与温度x的关系为y=1 2 0-1.2x,2 5℃下七星瓢虫捕食率最高,捕食率达9 0.5%。在种内干扰条件下,其捕食作用率E随天敌密度P的增加而减少,干扰反应数学模型为E=0.4 1 9 3P^{-0.5 0 1 8}。随着叶片数量增多,七星瓢虫和斑蚜之间的距离相对增大,造成捕食率的下降。     

滞育七星瓢虫酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因的克隆及表达分析

去饱和酶（Fatty acid desaturase,FAD）是生物体不饱和脂肪酸合成中的关键酶,酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因是其中重要的一种。本试验基于七星瓢虫Coccinella septempunctata L.转录组数据,利用RT-PCR和RACE技术从滞育七星瓢虫中克隆得到酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因全长,并命名为CsFadΔ11（GenBank登录号：MF458996）,该基因全长1447 bp,开放阅读框（ORF）1095 bp,编码364个氨基酸,预测蛋白质分子量为42.99 kD,等电点（pI）为8.87,无信号肽。氨基酸序列分析结果表明,CsFadΔ11有3个组氨酸富集区和6个跨膜结构域,与膜翅目的内华达古白蚁Zootermopsis nevadensis同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术研究其时间表达模式,发现CsFadΔ11基因在七星瓢虫初羽化、滞育诱导10 d、滞育诱导20 d、滞育初期、滞育后期、滞育解除期以及正常发育状态下均有所表达,且在滞育早期表达量最高,其次是在滞育解除个体中。其整体表达趋势与相应时期脂积累变化情况基本相符,推测CsFadΔ11基因参与七星瓢虫脂积累调控,并进一步影响七星瓢虫滞育。     

猎物密度对七星瓢虫与异色瓢虫种间竞争的影响

通过单种群与混合种群饲养,研究了猎物密度对七星瓢虫Coccinella septempunctata和异色瓢虫Leis axyridis种间竞争影响,并用Lotka-Volterra种间竞争模型对两种瓢虫在猎物相对充足与不足条件下的种间竞争进行模拟,结果表明:猎物充足,两种瓢虫的种群增长呈线性增长趋势;猎物不足时,单独饲养时,两种瓢虫的种群增长趋势呈Logistic曲线,混合饲养时异色瓢虫的种群增长呈上升趋势,七星瓢虫趋于下降。在两种瓢虫的种间竞争中,异色瓢虫占相对优势,竞争的结局是二者可以形成一个稳定的平衡局面而得以共存。     

十二种常用农药对七星瓢虫的影响

本文报道了1987年作者试验的12种常用农药对七星瓢虫(Coccinella Septem-punctata)卵、四龄幼虫、蛹及成虫的影响。卵和蛹对菊酯类农药反应敏感,对有机磷类农药反应迟钝;而幼虫对有机磷类农药反应敏感,对菊酯类农药反应迟钝。多菌灵及三氯杀螨醇对该虫的各个虫态基本无影响。     

异色瓢虫对苹果-蛇床草微景观中两种蚜虫的捕食功能反应及选择偏好性

为评估异色瓢虫Harmonia axyridis对苹果-蛇床草微景观中2种寄主上绣线菊蚜Aphis spiraecola和胡萝卜微管蚜Semiaphis heraclei的生物防治潜能,在实验室条件下测定异色瓢虫1~4龄幼虫和雌、雄成虫对2种蚜虫3~4龄若蚜的捕食功能反应、寻找效应以及捕食偏好性。结果表明,异色瓢虫1~4龄幼虫和雌、雄成虫对绣线菊蚜和胡萝卜微管蚜的捕食功能反应均符合Holling Ⅱ型功能反应类型,其中,雌成虫对绣线菊蚜的捕食能力最强,为411.284,雄成虫对胡萝卜微管蚜的捕食能力最强,为356.403; 2龄幼虫对绣线菊蚜的瞬时攻击率最大,为1.231,3龄幼虫对胡萝卜微管蚜的瞬时攻击率最大,为1.277。异色瓢虫各虫态对绣线菊蚜和胡萝卜微管蚜的寻找效应均随着蚜虫密度的升高而降低。当2种蚜虫共存且总密度为60头/皿时,不同密度比例下异色瓢虫对2种蚜虫均无显著偏好性;当总密度为240头/皿,绣线菊蚜与胡萝卜微管蚜的密度比例为1:5、2:4、3:3和4:2时异色瓢虫对绣线菊蚜表现出显著的偏好性,而在密度比例为1:5、3:3和4:2时异色瓢虫对胡萝卜微管蚜表现出显著的负偏好性。表明异色瓢虫对苹果-蛇床草微景观中绣线菊蚜的防控潜能更好。     

释放异色瓢虫对北京温室甜椒和圆茄上桃蚜的控害效果

为评价异色瓢虫在温室条件下对桃蚜的控害能力及效益,在甜椒和圆茄生产温室中以生物农药防治为对照,开展释放异色瓢虫控制桃蚜的示范试验,分析天敌害虫的种群动态变化,并计算防治成本。结果显示:异色瓢虫能够持续控制甜椒温室中桃蚜种群密度,其定殖率在蚜虫暴发高峰期时最高,为64%;且甜椒产量及经济效益高于生物农药防治。在圆茄温室中,前期释放的异色瓢虫使桃蚜高峰延缓1周出现;在增加瓢虫释放量后,1周内桃蚜种群密度下降了79%,且瓢虫定殖率达到86%,控害效果较好。表明通过生产期全程监测天敌-害虫的种群动态,在植株定植15 d后每周确定益害比,通过2~3个月持续释放异色瓢虫,可有效、持续控制整个生产期桃蚜为害。     

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...     

异色瓢虫色斑多样性调查及各地十九斑变型COI基因系统进化分析

异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)是一种具有丰富色斑的捕食性天敌,主要捕食烟粉虱、蚜虫和粉蚧等小型害虫,复杂的地理环境会导致异色瓢虫形成不同的色斑型。为了解我国异色瓢虫的色斑多样性,通过采集、调查与分析5个省份异色瓢虫主要色斑类型、黄底型各色斑类型的比例及斑点出现频率,以17个地区数量较多的异色瓢虫十九斑变型为研究对象,运用细胞色素氧化酶亚基I(COI)基因序列比对的方法,分析了各瓢虫种群之间的系统进化关系。结果表明,5个省份的异色瓢虫种群中,黄底型数量比例显著高于黑底型,黑底型中黑缘型数量比例极少。内蒙古贺兰山地区的黄底型异色瓢虫中,十九斑变型所占比例最大,占28.77%;其中斑点3出现的频率最高,占84.43%,半斑出现的频率最低,占28.77%。系统进化分析表明,除了云南异色瓢虫种群与其它地区差异较大外,其它16个地区的异色瓢虫十九斑变型之间具有很高的同源性。推测影响异色瓢虫形成不同色斑的关键因素很有可能是遗传基因之外的其它因素。     

小黑瓢虫雌成虫滞育基因的转录组测序分析

为明确小黑瓢虫Delphastus catalinae滞育的分子机制,使用Illumina HiSeq2500高通量测序平台分析小黑瓢虫雌成虫非滞育期、滞育期和滞育解除期的相对转录水平,从转录组测序数据中选取碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）基因、过氧化氢酶（catalase,CAT）基因、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）基因、过氧化物酶（peroxidase,POD）基因、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）基因、海藻糖酶（trehalase,TRE）基因、促葡萄糖转运1蛋白亚基基因Ref和SCoAL琥珀酰辅酶连接酶基因GDP-forming,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRTPCR)技术检测上述基因在小黑瓢虫雌成虫3个不同时期的表达特征。结果显示,从9个样品中共筛选出67.86 Gb的clean data;936 447条contig被组装成52 255条unigene,所有的unigene都通过BLAST对Nr数据库进行了注释,有23 539...     

球孢白僵菌对松墨天牛的致病力及其与花绒寄甲的相容性

为探明昆虫病原真菌球孢白僵菌Beauveria bassiana与天敌昆虫花绒寄甲Dastarcus helophoroides的相容性,观察4株球孢白僵菌菌株的生长性状、产孢量以及孢子萌发率,并选用Bb3275和Bb202菌株测定其对松墨天牛Monochamus alternatus的致病力以及对花绒寄甲的毒力;同时在模拟环境条件下,分别用Bb3275和Bb202菌株的孢子悬浮液先侵染松墨天牛幼虫,再按1∶1比例将花绒寄甲与受侵染的松墨天牛置于同一环境下饲养,观察花绒寄甲的死亡率。结果显示,孢子悬浮液浓度为1×10⁶孢子/mL至1×10⁸孢子/mL时,Bb3275菌株和Bb202菌株对松墨天牛幼虫和成虫的致病力与对照组相比均有显著差异;经4种浓度Bb3275和Bb202菌株侵染花绒寄甲幼虫和成虫15 d后,仅在高浓度1×10⁸孢子/mL时表现出轻微致死作用,但花绒寄甲的存活率均高于85.00%;模拟条件下,松墨天牛幼虫校正死亡率均在80.00%以上,而同环境下花绒寄甲幼虫和成虫均表现出良好的活力,且侵染率为0。表明球孢白僵菌和花绒寄甲之间具有很好的相容性,可以同时应用于松墨天牛的生物防治。     

糖苷水解酶家族基因AghyGH1a参与莲草直胸跳甲对皂苷的代谢

为了解植物化合防御物质皂苷对专食性天敌莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila的防御作用,测定莲草直胸跳甲2龄幼虫取食皂苷后的排泄和肠道变化,利用转录组测序筛选参与皂苷代谢的候选基因,并采用 RNA 干扰技术鉴定候选基因功能。结果发现,取食皂苷导致莲草直胸跳甲幼虫排泄量增加,肠道畸变,排泄量与取食皂苷浓度正相关。转录组测序发现,与对照相比,取食 100 mmol/L皂苷处理的莲草直胸跳甲幼虫肠道有496条差异表达基因,其中261个上调基因和235个下调基因。GO分类和KEGG分类分析发现糖苷水解酶家族1（glycoside hydrolase family1,GH1）基因集中在碳水化合物水解通路。利用RNA干扰技术鉴定发现,莲草直胸跳甲AghyGH1a基因沉默可导致幼虫取食皂苷后排泄量增加,肠道内容物颜色更暗沉。表明莲草直胸跳甲AghyGH1a参与皂苷代谢。     

基于全长转录组测序的稻秆潜蝇解毒代谢相关基因筛选

为筛选水稻害虫稻秆潜蝇Chlorops oryzae潜在的解毒代谢酶基因，利用PacBio Sequel Ⅱ测序平台对稻秆潜蝇幼虫进行全长转录组测序，基于测序结果筛选稻秆潜蝇的解毒代谢相关基因谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase，GST）基因、羧酸酯酶（carboxylesterase，CarE）基因和细胞色素P450（cytochrome P450，CYP450）基因，并检测其在稻秆潜蝇不同发育阶段的相对表达量。结果表明，对稻秆潜蝇进行测序得到18 100条去冗余转录本序列，共有16 283条序列得到注释。通过比对分析共筛选出8条GST、12条CarE和28条CYP450基因序列，这些基因在稻秆潜蝇不同发育阶段的表达量具有显著差异，表明不同虫态的稻秆潜蝇其解毒代谢能力可能不同。此外，还筛选到1 452个lncRNA序列，以及176个潜在的lncRNA靶基因序列，其中4个与解毒代谢基因相关。表明筛选获得的稻秆潜蝇解毒代谢酶基因及lncRNA靶基因可用于后续该虫的潜在抗药性研究及防治药剂筛选。     

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。