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。     

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。     

北京异色瓢虫色斑类型考察

1981年在北京怀柔、延庆两县采集的1393头异色瓢虫鉴定为50个变种和变型(见封三)。对北京异色瓢虫群体50年中表型频率和基因频率的分析表明,黄底型的频率略有下降倾向,与黑底型的频率相比仍占优势。     

异色瓢虫与七星瓢虫细胞色素P450、抗菌肽和溶菌酶基因的鉴定及表达分析

为探究异色瓢虫Harmonia axyridis环境竞争力的来源,以七星瓢虫Coccinella septempunctata为对照,采用同源比对法对两者细胞色素P450（cytochrome P450,CYP450）、抗菌肽和溶菌酶基因进行鉴定,并对差异表达基因进行分析和荧光定量PCR验证。结果显示,在异色瓢虫中共发现89个CYP450基因、25个抗菌肽基因和18个溶菌酶基因;在七星瓢虫中共发现127个CYP450基因、17个抗菌肽基因和9个溶菌酶基因。异色瓢虫编码抗菌肽和溶菌酶的基因较七星瓢虫存在明显的扩增,而CYP450基因的扩增少于七星瓢虫,表明抗菌肽家族在异色瓢虫环境竞争过程中有着更重要的作用;通过转录组的差异表达分析以及荧光定量PCR验证,发现大部分抗菌肽和溶菌酶基因在脂肪体中高表达,据此推测脂肪体为2种瓢虫抗菌肽等免疫因子的主要合成场所。     

异色瓢虫人工繁育中滞育成虫的冷藏条件

为延长异色瓢虫Harmonia axyridis成虫的货架期,提高规模化生产的灵活度,于室内条件下测定不同温度和光周期对异色瓢虫滞育率的影响、不同温度对异色瓢虫滞育持续时间的影响及不同冷藏温度和冷藏时间对异色瓢虫生物学特性的影响。结果表明,在低温和短光照条件下能诱导异色瓢虫成虫滞育,当温度为20℃、光周期为10 L:14 D时其雌、雄成虫的滞育率均高于95.0%。异色瓢虫的滞育持续时间受滞育诱导温度影响较小,在温度15℃、光周期10 L:14 D和温度20℃、光周期10 L:14 D两种条件下诱导的滞育异色瓢虫在温度25℃、光周期14 L:10 D下均能快速解除滞育,在该条件下饲养10 d时其滞育解除率达90.0%以上。与8℃和12℃冷藏30 d相比,4℃冷藏30 d时异色瓢虫的存活率、总产卵量和捕食量均显著下降;当冷藏温度为12℃,冷藏时间显著影响异色瓢虫雌成虫的捕食量、寿命、产卵前期、总产卵量和卵孵化率,但对雄成虫的捕食量无显著影响。异色瓢虫冷藏期间主要以脂类和糖类作为能量物质,其冷藏期间存活率与相对总脂含量、总糖含量正相关。综上,在实际生产中异色瓢虫可在温度20℃、光周期10 L:14 D条件下诱导滞育,在12℃冷藏90 d不会降低生物适合度。     

龙爪槐花对异色瓢虫成虫寿命的影响

本文研究了龙爪槐花和其所含的主要糖类对异色瓢虫成虫寿命的影响。室内用龙爪槐花饲养的异色瓢虫雌、雄成虫平均寿命分别为10.96和10.83 d,显著长于龙爪槐叶上成虫寿命(雌:3.98 d,雄:3.65 d);室外龙爪槐花序上生长的异色瓢虫成虫平均寿命(雌性:14.72 d,雄性:15.46 d)也显著高于枝条上的个体(雌:3.90 d,雄:3.82 d)。补充葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖4种糖液,能显著延长异色瓢虫成虫寿命。龙爪槐花含糖量较高的花粉与花蜜是异色瓢虫成虫的适宜食物、能维持其种群发生,是花期龙爪槐上虽没有蚜虫发生、但仍有高密度异色瓢虫成虫的主要原因。     

棉花花外蜜主要组分对异色瓢虫捕食豆蚜能力的影响

为明确棉花花外蜜主要组分糖和氨基酸对异色瓢虫Harmonia axyridis捕食豆蚜Aphis craccivora能力的影响,选取蔗糖、葡萄糖、果糖3种糖以及谷氨酰胺、组氨酸、缬氨酸3种氨基酸,测定糖混合液、氨基酸混合液以及糖+氨基酸混合液处理后异色瓢虫对豆蚜24 h和连续7 d的捕食能力。结果表明,糖混合液处理组、糖+氨基酸混合液处理组异色瓢虫4龄幼虫在较高猎物密度（40～100头豆蚜）下,雌雄成虫在各猎物密度下对豆蚜24 h捕食量均显著低于对照组。不同处理异色瓢虫对豆蚜捕食量的总体趋势为对照组>氨基酸混合液组>糖+氨基酸混合液组>糖混合液组。不同处理异色瓢虫1～4龄幼虫和成虫对豆蚜的捕食功能反应均符合HollingⅡ功能反应模型,糖混合液、氨基酸混合液和糖+氨基酸混合液处理均降低了异色瓢虫对豆蚜的捕食能力,其中糖混合液的作用最明显,异色瓢虫4龄幼虫、雌成虫和雄成虫对豆蚜的捕食能力分别降低了72.47%、53.29%和42.55%;其次是糖+氨基酸混合液处理,异色瓢虫4龄幼虫、雌成虫和雄成虫对豆蚜的捕食能力分别降低了62.37%、47.61%和38.74%。糖混...     

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。     

异色瓢虫引诱剂配方筛选及其大田引诱效果

为筛选有效的异色瓢虫Harmonia axyridis复合引诱剂,通过室内试验测定异色瓢虫聚集信息素（-）-β-石竹烯、蚜虫利它素（E）-β-法尼烯和吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯等6种植物挥发物成分对异色瓢虫成虫的最佳引诱浓度,分别以最佳引诱浓度（-）-β-石竹烯和（E）-β-法尼烯为核心与诱虫活性较强的其他5种植物挥发物成分最佳引诱浓度混配成二元或三元配方,通过室内趋性试验对配方进行筛选,并通过大田诱捕试验测定所筛选的配方对异色瓢虫的实际引诱效果。结果表明,异色瓢虫雌雄成虫对不同浓度8种单体化合物的选择反应率存在差异,多数化合物在低浓度（1μg/mL）时对异色瓢虫成虫表现出较强的引诱作用。在15个配方中,（E）-β-法尼烯+邻氨基苯甲酸甲酯（配方7）、（-）-β-石竹烯+（E）-β-法尼烯+邻氨基苯甲酸甲酯（配方12）对异色瓢虫雌成虫有显著的引诱效果;（E）-β-法尼烯+吲哚（配方6）、配方7、（-）-β-石竹烯+（E）-β-法尼烯+吲哚（配方11）和配方12对异色瓢虫雄成虫有显著的引诱效果。浓度为0.01 mg/mL和1 mg/mL的配方7以及浓度为1 mg/mL的配方12对异色瓢虫成虫...     

异色瓢虫对苜蓿上豌豆蚜和牛角花齿蓟马的捕食效能及捕食偏好性

异色瓢虫是我国苜蓿重要的天敌昆虫,豌豆蚜和牛角花齿蓟马是严重为害苜蓿的刺吸类害虫。为探究异色瓢虫对豌豆蚜和牛角花齿蓟马的生防潜力,室内测定了异色瓢虫1～4龄幼虫和雌成虫分别对豌豆蚜2～3龄若蚜和牛角花齿蓟马成虫的捕食功能反应及猎物捕食偏好性。结果表明,不同龄期的异色瓢虫对两种害虫的捕食功能反应均符合HollingⅡ模型。异色瓢虫4龄幼虫对豌豆蚜2～3龄若蚜的捕食能力最强,雌成虫次之,异色瓢虫1～3龄幼虫的捕食能力随龄期减少而逐渐降低。另外,异色瓢虫雌成虫对牛角花齿蓟马成虫的捕食能力最强,其次为4龄幼虫,3龄幼虫和2龄幼虫的捕食能力较弱。不同龄期的异色瓢虫分别对豌豆蚜2～3龄若蚜和牛角花齿蓟马成虫的搜寻效应均随猎物密度的增加而降低。当猎物豌豆蚜若蚜和牛角花齿蓟马成虫以3种不同数量比例（豌豆蚜:蓟马=40:80头、60:60头、80:40头）共存时,异色瓢虫4龄幼虫对猎物的选择性指数（D）均大于1,表明4龄幼虫对豌豆蚜表现较强的正捕食偏好性;但异色瓢虫雌成虫对猎物的选择性指数均小于1,表明雌成虫对两种猎物无明显的捕食偏好。综上表明异色瓢虫对苜蓿豌豆蚜若蚜和牛角花齿蓟马成虫具有较好的控制能力...     

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...     

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...     

沃尔巴克氏体感染对黑腹果蝇头部转录组的影响

为明确沃尔巴克氏体Wolbachia对果蝇神经行为影响的分子机制,采取转录组测序技术对感染沃尔巴克氏体和未感染的黑腹果蝇Drosophila melanogaster头部样本进行转录组测序、组装、注释,筛选感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部转录组间的差异表达基因,并选择差异表达基因中差异倍数较大或与神经行为相关的基因进行qPCR验证。结果表明,感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部差异表达基因有679个（差异倍数≥2,P<0.05）,其中,由于感染沃尔巴克氏体wMel而上调表达的基因有566个,下调表达的基因有113个。GO功能注释分析显示,差异表达基因与代谢过程、催化和结合功能相关。KEGG通路注释分析发现,差异表达基因主要富集在蛋白消化与吸收、内分泌、神经活性配体-受体互作以及激素合成等通路中。从差异表达基因中筛选出11个基因进行qPCR验证,有9个基因的表达趋势与RNA测序结果一致。表明沃尔巴克氏体可广泛影响果蝇头部基因的表达水平,暗示可能由此影响宿主的神经行为。     

有翅型和无翅型小麦禾谷缢管蚜转录组差异分析

为有效防控有翅型小麦禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi,以浙江省小麦主要害虫禾谷缢管蚜为研究对象,比较分析其有翅型和无翅型转录组之间的差异,筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行功能注释和代谢通路分析,采用实时荧光定量PCR（real-time fluorescence quantification PCR,RT-qPCR）技术对转录组测序结果进行验证。结果显示,经过StringTie软件组装,共获得39 699条unigenes。注释到NCBI-NR、GO、KEGG、Pfam、Swiss-Prot和eggNOG六个数据库中unigenes数量分别为24 120、17 351、17 137、17 532、15 494和23 128条,分别占unigenes总数量的60.76%、43.71%、43.17%、44.16%、39.03%和58.26%。有翅型和无翅型禾谷缢管蚜之间共筛选到6 747个基因差异表达显著,其中289个基因上调表达,其他6 458个基因下调表达,大多数差异表达基因集中在糖代谢及氨基酸代谢等信号通路上,表明禾谷缢管蚜翅型分化可能与能量分配有关。UGT、MME、GST和ABCG14四个基因的RT-qPCR测定结果与转录组测定结果一致,表明转录组测序数据准确可信。     

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。     

基于转录组测序解析干旱胁迫对祁连山黄参基因表达的调控

以栽培2个月的黄参为试材,设置对照（土壤相对含水量70%~80%）和适度干旱胁迫（土壤相对含水量55%~60%）处理,利用高通量转录组测序BGISEQ-500平台,对测序结果进行基因功能注释、差异表达基因(DEGs, differentially expressed genes)筛选。结果表明：(1)获得的68193条Unigene中,分别有34230(50.20%)、34170(50.11%）、31727(46.53%)、27701(40.62%)、27092(39.73%)和22793(33.42%)个Unigene分别被分配到NCBI非冗余蛋白(NR)、eggNOG(基因的进化谱系, Evolutionary genealogy of genes: Non\|supervised Orthologous Groups)、基因本体(Gene ontology,GO)、Pfam (Protein family)、SwissProt (Reviewed protein sequence database)和KEGG (Kyoto encyelopedia of genes and genomes)六大功能数据库。(2)DEGs分析显示,黄参块状根和叶中分别有10674个和13402个DEGs;GO富集结果表明,根和叶中的DEGs功能部位中的分布基本一致,主要富集在生物过程、DNA的复制和翻译调控、氧化还原过程、蛋白质磷酸化、防御响应等;KEGG富集分析表明,根中DEGs显著富集在苯丙烷类生物合成、半乳糖代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌相互作用、植物激素信号转导等途径,叶中DEGs则主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、戊糖、葡萄糖醛酸转换、植物激素信号转导等途径,说明淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径在黄参应对干旱胁迫中起重要作用。干旱胁迫影响黄参不同器官中差异基因的表达,为解析黄参耐受干旱的生物学途径、黄参药效成分的生物合成和分子机制提供了理论依据。     

MEAM1和MED两个烟粉虱隐种取食对甘蓝转录组影响的差异

为绿色防控烟粉虱Bemisia tabaci提供新策略,采用转录组分析MEAM1和MED两个烟粉虱隐种取食后甘蓝差异基因表达情况,并选取差异表达基因最多的甘蓝苯丙烷类通路上PAL2、C4H、4CL1和CHI四个基因进行实时荧光定量PCR测定。结果显示,与对照相比,MEAM1和MED烟粉虱隐种取食后甘蓝差异表达基因数分别为693个和1 030个。GO功能注释和KEGG富集分析显示,差异表达基因主要集中在苯丙烷类生物合成、萜类挥发物合成、芥子油苷合成、类黄酮生物合成和植物激素信号传导途径等与甘蓝抗虫物质合成相关的通路上。虽然MEAM1与MED两个烟粉虱隐种均能显著激活植物激素信号传导途径和苯丙烷类合成通路调控的酚类物质合成途径,但MED烟粉虱隐种与甘蓝互作的差异表达基因数高于MEAM1烟粉虱隐种。MEAM1烟粉虱隐种取食甘蓝12 h后,甘蓝苯丙烷通路上游PAL2、C4H和4CL1三个基因均显著上调,而MED烟粉虱隐种取食后,甘蓝苯丙烷通路上PAL2、C4H、4CL1和CHI四个基因均变化不显著,这4个差异基因的表达模式与测序结果一致,表明测序结果的可信度高。     

青杨天牛幼虫响应低氧胁迫的转录组分析

为探究青杨天牛Saperda populnea幼虫低氧适应的分子机制，分别对青杨天牛幼虫进行常氧（21%氧浓度）、中度缺氧（14%氧浓度）和重度缺氧（7%氧浓度）处理，采用高通量测序技术对低氧胁迫下青杨天牛进行转录组测序与组装、功能注释与分类、差异基因筛选与分析，采用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qPCR）技术对转录组测序结果进行验证。结果表明，与常氧处理相比，14%和7%氧浓度处理下青杨天牛幼虫显著差异表达基因数分别为31个和1 525个。低氧胁迫后青杨天牛幼虫的显著差异表达基因功能主要富集到跨膜转运蛋白活性、细胞或亚细胞组分运动、微管运动等。低氧胁迫后青杨天牛幼虫差异表达基因代谢通路主要富集到氮代谢、蛋白质消化吸收、昼夜节律和环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）信号通路等。qPCR检测结果与转录组测序结果一致，表明转录组测序结果可靠。