禾谷缢管蚜RpGST1基因的克隆、序列分析及原核表达

为揭示禾谷缢管蚜耐药性的分子机理,采用RT-PCR方法克隆了禾谷缢管蚜谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)的cDNA序列,命名为RpGST1(GenBank登录号KP192850),并构建原核表达载体pET32-RpGST1,对RpGST1基因进行原核表达、SDS-PAGE和Western blotting检测。结果显示,禾谷缢管蚜RpGST1基因的编码区长651 bp,编码216个氨基酸,分子量约为24.06 kD,理论等电点为6.20;RpGST1基因在大肠杆菌中成功表达出一个分子量约为45 kD的融合蛋白,与预测的融合蛋白分子量大小一致。通过克隆RpGST1基因的cDNA序列并进行序列比对分析,表明构建了GST基因的原核表达载体并成功表达。     

禾谷缢管蚜水通道蛋白基因RpAQP1的克隆、分子特性和表达分析

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (Linnaeus)水通道蛋白基因RpAQP1的序列特征及其在不同龄期的表达,利用RT-PCR和RACE技术克隆了RpAQP1基因的cDNA全序列,采用生物信息学软件分析了RpAQP1编码蛋白的特性,利用qRT-PCR分析了RpAQP1在不同龄期的表达量。结果显示:禾谷缢管蚜水通道蛋白基因RpAQP1的cDNA全长为1 216 bp,其750 bp的开放阅读框编码250个氨基酸,蛋白分子量为27.36 kD。RpAQP1属于水通道蛋白亚家族DRIP(果蝇内嵌蛋白Drosophila integral protein)的一员,具有6个跨膜区,2个保守的NPA结构单元和1个压缩区域Ar/R;qRT-PCR结果显示,RpAQP1在整个发育历期均有表达,其在2龄若蚜中表达水平最高,是成蚜表达量的1.432倍;在4龄若蚜中表达量最低,为成蚜表达量的0.444倍,显著低于其它龄期,而其余各龄期RpAQP1表达量无显著差异。     

禾谷缢管蚜气味降解酶鉴定及其与关键信息化学物质的分子对接

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。     

褐色橘蚜RR-2型表皮蛋白基因鉴定及功能分析

为明确褐色橘蚜Toxoptera citricida RR-2型表皮蛋白基因的数量、表达特性及其在发育中的潜在功能,运用转录组数据和生物信息学软件对其进行鉴定和分析,利用实时荧光定量PCR技术测定其在褐色橘蚜不同发育阶段、有翅/无翅成蚜及不同组织中的表达量,并利用RNAi方法探索其在褐色橘蚜生长发育过程中的潜在功能。结果显示,共筛选鉴定出45个CPR（cuticular protein with R&R Consensus）家族基因,其中33个有完整的开放阅读框,具RR-2型CPR家族特有的签名序列及与几丁质结合必需的酪氨酸和苯丙氨酸残基,推测这些序列编码的RR-2型CPR具有几丁质结合活性。系统发育分析表明大部分褐色橘蚜RR-2型CPR同源性较高。TcCPR10、TcCPR14、TcCPR28和TcCPR68基因在褐色橘蚜若虫蜕皮后表达量较高;TcCPR7、TcCPR10、TcCPR28和TcCPR57基因主要在褐色橘蚜胸腹部表达,在相同组织中TcCPR10和TcCPR68基因在有翅蚜中的表达量显著低于在无翅蚜中的表达量。TcCPR7和TcCPR68基因可被有效沉默,其表达量分别下调26.62%和66.34%,但仅TcCPR68基因的沉默可导致褐色橘蚜大量死亡,存活率仅为36.45%,极显著低于对照组。表明褐色橘蚜RR-2型CPR家族基因的表达具有较强的时空特异性,可能在不同虫态、不同组织中发挥着不同功能;TcCPR68基因可能在褐色橘蚜发育过程中起重要作用。     

麦蚜对吡虫啉的敏感性及吡虫啉有效用量的评价

室内测定结果表明 ,禾谷缢管蚜对吡虫啉的敏感性比麦长管蚜高 ,其LC₅₀之比为1∶3左右。田间试验结果明确 ,吡虫啉持效性好 ,其持效期与吡虫啉用量和麦蚜种类有关。小麦穗蚜发生始盛期是吡虫啉防治麦蚜的最佳时期 ,防治禾谷缢管蚜最佳有效用药量为1g/667m²,麦长管蚜为2g/667m²。     

禾谷缢管蚜翅型分化与共生菌的关联

本研究旨在探究共生菌与禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)翅型分化之间的联系,丰富对昆虫表型可塑性作用机理的认知.利用Illumina MiSeq高通量测序技术对禾谷缢管蚜体内细菌的16S rDNA的V3-V4变异区进行测序分析.从所有样品中鉴定出174个可操作分类单元(OTU),隶属于1...     

博落回提取物对3种麦蚜的生物活性

采用浸渍法测定了博落回提取物（MCE）对不同龄期麦长管蚜、禾谷缢管蚜、麦二叉蚜的生物活性。结果显示,博落回提取物对不同龄期3种麦蚜均有一定杀虫活性,对麦长管蚜、禾谷缢管蚜、麦二叉蚜4龄有翅若蚜48 h致死中浓度LC50?分别为8.185 1、5.313 5、2.682 4 g/L,有翅成蚜48 h LC50?分别为8.575 0、6.614 7、0.590 4 g/L,毒力大小均为：麦二叉蚜＞禾谷缢管蚜＞麦长管蚜,麦二叉蚜对博落回提取物最敏感。研究结果为进一步开展博落回对麦蚜活性组分的分离纯化奠定了基础。     

小麦禾谷缢管蚜的危害损失和防治指标研究

禾谷缢管蚜种群数量和危害历期是造成小麦产量损失的主要因素。采用累积虫日作为危害量指标 ,建立了蚜虫危害量与小麦产量损失的回归模型 ,即Y₁=1.4250+5.3529×10^-4X₁,Y₂=1.1780+0.0106X₂ ,确定了禾谷缢管蚜的动态防治指标     

西花蓟马对高低温胁迫响应的转录组分析

为揭示西花蓟马Frankliniella occidentalis对温度的适应机制,采用高通量测序技术对低温（-13℃）、常温（26℃）和高温（40℃）胁迫1 h后西花蓟马进行转录组测序分析,筛选差异表达的unigenes,并对其进行功能注释与相关代谢通路富集分析,同时随机选择8个西花蓟马耐热性相关unigenes进行实时荧光定量（real-time fluorescence quantification PCR,qRT-PCR）测定,以验证转录组测序数据的正确性。结果显示,转录组测序、组装后共获得79 516个unigenes,在NR和KEGG数据库中分别注释到28 675个和47 285个unigenes。40℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes数量最多,为333个;-13℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes最少,只有134个;40℃与-13℃温度胁迫后差异表达的unigenes为230个。差异表达的unigenes主要参与内质网蛋白合成和代谢通路等途径,其中有许多热激蛋白基因和细胞色素P450基因受到高低温胁迫后上调表达,表明这些unigenes可能参与西花蓟马应对极端温度的耐受性作用。随机筛选的8个差异表达unigenes的qRT-PCR结果与转录组测序结果一致,表明转录组数据可靠。     

亚致死浓度毒死蜱对小麦禾谷缢管蚜生长和繁殖的影响

为探讨毒死蜱对小麦禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)的亚致死效应,采用玻璃管药膜法确定了其亚致死浓度(LC10、LC20和LC30),并研究了该浓度下毒死蜱对小麦禾谷缢管蚜生长和繁殖的影响。结果表明:以LC10、LC20和LC30浓度处理后,禾谷缢管蚜成蚜的寿命分别为(8.60±0.22)、(8.03±0.18)和(6.68±0.18)d,均显著短于对照的(10.36±0.31)d;单雌产仔量分别为(21.88±0.63)、(20.41±0.53)和(16.68±0.35)只,也均显著少于对照的(26.40±0.89)只;产仔历期分别为(7.55±0.22)、(6.69±0.17)和(5.64±0.15)d,均显著短于对照的(9.13±0.31)d;试验浓度药剂处理对下一代若蚜期的影响不显著;LC30浓度处理对下一代成蚜繁殖有显著的抑制作用,可减少单雌产仔量3.74只,缩短产仔历期1.39 d。生命表参数分析表明:LC30浓度毒死蜱处理使小麦禾谷缢管蚜的净增殖率(R0)比对照降低了34.71%,使种群加倍时间(t)比对照延长了17.37%;LC20浓度处理使小麦禾谷缢管蚜的平均世代历期(T)延长了12.59%;LC10浓度处理组各项指标与对照间无显著性差异。研究表明,亚致死浓度毒死蜱能够缩短小麦禾谷缢管蚜成蚜的寿命,降低其繁殖力,该结果对小麦禾谷缢管蚜综合防治策略的制定具有积极意义。     

斜纹夜蛾四龄幼虫暴食相关基因的鉴定和通路分析

为绿色高效防治斜纹夜蛾Spodoptera litura,采用高通量测序技术对斜纹夜蛾暴食前期（3龄期）和暴食初始期（4龄期）进行转录组测序,筛选暴食前期和暴食初始期斜纹夜蛾差异基因,并对其高表达基因的代谢通路进行KEGG富集分析,随机选择缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解通路的5个关键基因对其表达量进行测定,以验证转录组测序结果的正确性。结果显示,从转录组数据中共拼接了17 045条unigenes,其中有876条是新发现的unigenes,16 625条unigenes有注释信息;5个基因的实时荧光定量PCR结果与转录组测序分析结果一致,表明转录组分析结果可信;在暴食初始期高表达的基因主要为血淋巴脂多糖结合蛋白基因,暴食初始期高表达基因富集度最大的通路主要为支链氨基酸代谢通路,其次是脂肪酸降解通路,表明暴食初始期斜纹夜蛾在增强其消化系统功能和营养吸收能力的同时,也加强了其能量代谢,为幼虫获取更多的食物提供动力。     

梨小食心虫雄成虫、蛹和幼虫的转录组比较分析

为挖掘杀虫剂靶标及解毒代谢和抗药性相关基因，利用高通量测序技术对梨小食心虫Grapholita molesta雄成虫、蛹和幼虫进行转录组测序和数据组装，并对转录组数据进行功能注释和比较分析。结果表明，对梨小食心虫雄成虫、蛹和幼虫测序所得高质量reads组装得到195 473个转录本，含有158 206条unigene，其中有71 762条unigene在至少1个数据库中能获得功能注释，有8 186条unigene在所有数据库中均能获得注释，分别占unigene总数的45.36%和5.17%。在GO数据库中共有45 810条unigene的注释划分到56个不同功能区中，鉴定到240个与解毒代谢相关的基因，包括61个羧酸酯酶（carboxylesterases，CarE）基因、38个谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase，GST）基因、92个细胞色素P450酶基因和49个ABC转运蛋白基因。雄成虫和蛹之间共注释到262个代谢通路，包括42 143个基因，其中差异表达基因有1 561个；蛹和4龄幼虫之间共注释到232个代谢通路，包括39 127个基因，其中差异表达基因有1 095个；雄成虫和4龄幼虫之间共注释到235个代谢通路，包括41 436个基因，其中差异表达基因有1 582个。选择ABC转运蛋白基因进行深入分析，可划分为8个亚家族；对6个ABC转运蛋白基因进行实时荧光定量PCR验证，显示其表达情况与转录组分析结果基本一致，表明转录组分析结果可靠。     

亚洲小车蝗型变相关基因的转录组学分析

为揭示亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus两型现象转变的分子机制,本研究以亚洲小车蝗3龄蝗蝻为研究对象,对散居型单头饲养的亚洲小车蝗进行高密度群居化胁迫处理,并对处理后型变第1、3、5、7天的蝗蝻取样,利用Illummina Hiseq 4000高通量测序平台对样本转录组进行测序、组装、注释,筛选调控亚洲小车...     

梨网蝽触角嗅觉相关基因分析

为阐明梨网蝽Stephanitis nashi对其寄主植物的化学感受机制,本研究采用高通量测序平台对梨网蝽成虫触角进行转录组测序,基于7大数据库对转录组数据进行基因功能注释,筛选获得梨网蝽的主要嗅觉相关基因并进行生物信息学和系统进化树分析。结果表明:共获得28 017条unigenes,长度在1 000 bp以上的unigenes有9 921条;通过与7大数据库进行BLAST比对,梨网蝽触角转录组数据中的17 891条unigenes被成功注释;在已成功注释的unigenes中,鉴定得到12个OBP基因和17个CSP基因,其中OBP基因所编码的蛋白有6个属于Classic家族;而CSP基因所编码的蛋白全部具有4个保守的半胱氨酸位点,符合昆虫CSP基因的结构特征。进化分析结果显示,梨网蝽6个OBP基因的氨基酸序列与其他昆虫OBP基因的氨基酸序列聚为3个分支;梨网蝽16个CSP基因与其他昆虫CSP基因的进化树也聚为3个分支。     

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...     

云杉花墨天牛转录组分析及其生物防治相关基因筛选

为明确云杉花墨天牛Monochamus saltuarius的基因组功能信息，并筛选其生物防治相关基因，利用Illumina Novaseq 6000平台对云杉花墨天牛成虫进行转录组测序和生物信息学分析，并在NR、GO和KEGG数据库进行基因功能注释。结果显示，共获得190.06 Gb的云杉花墨天牛有效转录组数据，得到35 728个unigene，平均长度为1 270.83 bp，组装得到58 142个转录本，N50长度为2 135 bp。所得unigene在NR数据库中比对注释到相似基因数量占比最高的物种为光肩星天牛Anoplophora glabripennis，达到63.83%，在GO数据库中按功能注释分为生物学进程、细胞组分和分子功能3大类60个亚类，在KEGG数据库注释到44条代谢通路中。根据基因注释信息进一步挖掘出具有生物防治潜力的嗅觉相关基因43个、蜕皮相关基因149个、几丁质代谢相关基因35个、飞行相关基因6个和木质纤维素相关基因39个，可作为后期开发新的分子工具和云杉花墨天牛生物防治技术的备选靶标基因。     

水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)在稻田缺水条件下的发生和灾变规律,以感虫水稻品种TN1为材料,以取食无水分胁迫水稻的褐飞虱为对照组,取食水分胁迫(以15%PEG6000营养液处理48 h模拟)水稻的褐飞虱为处理组,采用Illumina转录组测序技术研究水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响。结果显示,测序序列经拼接后得到褐飞虱全部单基因unigene共47 335条,平均长度为1 234 bp;与对照组相比,处理组中表达量差异显著的基因共有1 331条,其中表达量上调的基因有712条,表达量下调的基因有619条;随机选取20条具有显著表达差异的基因,通过实时荧光定量PCR方法检测其表达量以进行验证,其中有13条基因的表达量与测序结果变化一致。对差异表达基因进行GO注释和KEGG代谢通路功能富集分析表明,能量代谢和水分代谢相关通路在水分胁迫处理的褐飞虱中显著富集,表明这几类基因在褐飞虱应答水分胁迫中发挥了重要作用。     

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。     

氯虫苯甲酰胺和氟虫腈对黏虫细胞色素P450基因表达的影响

为筛选出黏虫Mythimna separata参与杀虫剂解毒代谢的主效细胞色素P450基因,采用叶片浸渍法测定了用于处理黏虫3龄幼虫的亚致死浓度,通过构建转录组测序文库并结合数字基因表达(digital gene expression,DGE)对不同处理的黏虫进行测序,并运用实时荧光定量PCR(realtime quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术验证12个P450基因的表达情况。结果表明,用于处理黏虫的氯虫苯甲酰胺和氟虫腈亚致死浓度LC_(10)分别为0.15、13.66 mg/L;对照样品、氟虫腈处理样品和氯虫苯甲酰胺处理样品分别获得59 521 504、64 838 148和41 722 990个原始序列数据,分别获得57 441 216、62 368 912和40 285 164个过滤后的序列数据;过滤后的序列长度分别为8.62、9.36和6.04 G;碱基错误率均为0.02%;Phred数值大于20、30的碱基占总碱基的百分比均高于90.59%;鸟嘌呤+胞嘧啶(guanine cytosine,GC)含量分别为47.16%、48.94%和47.55%,表明转录组测序质量较高;黏虫受氯虫苯甲酰胺胁迫后,29个P450基因表达量上调,27个P450基因表达量下调;黏虫受氟虫腈胁迫后,23个P450基因表达量上调,26个P450基因表达量下调;12个P450基因表达量的RT-qPCR技术检测结果与DGE测序文库显示的结果基本一致。     

应用转录组测序高通量发掘东方粘虫SSR标记

为高通量发掘粘虫Mythimna separata(Walker)的SSR标记,利用MISA软件对第2代转录组测序获得的108 494条粘虫unigenes进行SSR检测。结果显示,共发现12 483个SSR位点,出现频率为11.505%,分布于10 685条unigenes中,发生频率为9.848%,平均每6 126 bp含有1个SSR位点。单核苷酸和三核苷酸是主要重复类型,分别占SSR总数的75.206%和15.325%;六核苷酸重复所占比例最小,仅为0.008%。粘虫转录组SSR中共发现42种重复基元,单核苷酸重复基元A/T出现频率最高,占总SSR的74.141%;其次是AC/GT和ATC/ATG,分别占4.390%和4.094%。10次重复的SSR数量最多,有6 557个,占总SSR的52.527%;11次重复的为1 872个,占14.996%;12次以上重复所占比例均不足5.000%。表明粘虫转录组中SSR位点数量多、出现频率高、基元类型丰富。