斜纹夜蛾受翻译控制肿瘤蛋白基因的克隆及表达

【目的】克隆斜纹夜蛾受翻译控制肿瘤蛋白（TCTP）基因,分析其序列特征,为深入研究该基因奠定基础。【方法】利用RACE末端快速扩增技术,在斜纹夜蛾卵巢细胞中克隆TCTP基因的全长。根据不同物种间TCTP基因的同源性来构建进化树,并在原核细胞中对斜纹夜蛾TCTP进行表达。【结果】克隆得到斜纹夜蛾TCTP基因全长cDNA,登录号为HQ896486.1。序列分析表明,该基因cDNA全长829 bp,开放阅读框长519 bp,编码含172个氨基酸的蛋白,蛋白分子质量19.67 kD。生物信息学分析表明,斜纹夜蛾TCTP基因属于受翻译控制肿瘤蛋白家族,与其它物种TCTP基因有很高相似性。构建重组质粒 pET32a(+)-TCTP,在大肠杆菌中表达重组蛋白,确定了1 mmol•L-1 IPTG诱导4 h为重组蛋白表达的最佳条件,在短期内能得到大量稳定性好的TCTP蛋白。【结论】从斜纹夜蛾卵巢细胞中克隆得到斜纹夜蛾TCTP基因全长cDNA,并且成功在原核细胞中进行表达。本研究为深入研究斜纹夜蛾TCTP的功能以及针对斜纹夜蛾TCTP基因RNAi干扰的生物防控提供了理论依据和技术支持。     

斜纹夜蛾P450基因CYP4M14和CYP4S9的克隆与mRNA表达水平研究

【目的】研究斜纹夜蛾对溴氰菊酯抗性的分子机制。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆CYP4M14和CYP4S9 cDNA全长序列,采用实时定量PCR技术分析这两个基因在斜纹夜蛾抗、感品系6龄幼虫中肠和脂肪体中mRNA 的表达水平。【结果】克隆得到斜纹夜蛾细胞色素P450基因CYP4M14和CYP4S9的cDNA全长序列,序列分析表明,CYP4M14编码区长1 512 bp,编码 504个氨基酸;CYP4S9编码区长1 473 bp,编码 491个氨基酸;实时定量PCR分析结果表明,在中肠中,CYP4M14和CYP4S9在抗性品系中的mRNA表达量分别是敏感品系中的4.85和18.63倍;在脂肪体中分别是在敏感品系中的75.14和6.07倍。【结论】斜纹夜蛾对溴氰菊酯的高水平抗性可能与CYP4M14和CYP4S9的过量表达有关。     

斜纹夜蛾普通气味结合蛋白ⅠcDNA的克隆及在原核细胞中的表达

 【目的】克隆、序列分析和原核表达编码斜纹夜蛾（Spodoptera litura）GOBPⅠ（SlGOBPⅠ）的cDNA。【方法】采用同源克隆结合RACE的方法克隆SlGOBPⅠ基因的cDNA序列,并在 pET-32a/BL21（DE3）系统中进行原核表达。【结果】从斜纹夜蛾触角中克隆了GOBPⅠ的cDNA序列（GenBank登录号为EU086372）,序列分析表明,SlGOBPⅠ开放阅读框序列为495 bp,编码164个氨基酸,分子量为19.3 kD,等电点为5.54。SlGOBPⅠ具有昆虫气味结合蛋白的典型特征,即氨基酸序列中具有 6个半胱氨酸残基,呈酸性。SlGOBPⅠ氨基酸序列与鳞翅目昆虫的气味结合蛋白氨基酸序列具有较高的相似性,表明SlGOBPⅠ属于GOBP家族。将SlGOBPⅠ编码序列,克隆到表达载体pET-32 a上,构建原核表达载体pET-SlGOBPⅠ,在表达宿主菌BL21（DE3）中,经IPTG诱导成功表达了相对分子质量为32.0 kD的可溶性融合蛋白,利用Ni2+-NTA亲和柱一步纯化了SlGOBPⅠ融合蛋白,以此融合蛋白免疫新西兰大白兔制备了SlGOBPⅠ的抗血清,ELISA滴度为1﹕5 000,Western印迹检测结果显示,SlGOBPⅠ抗血清与表达的融合蛋白质呈阳性反应,表明所表达的融合蛋白保持原有的免疫原性。【结论】克隆、分析和表达了编码斜纹夜蛾气味结合蛋白GOBPⅠcDNA 序列,为今后深入研究斜纹夜蛾GOBPⅠ基因的结构和功能奠定了基础。     

虫酰肼对甜菜夜蛾酚氧化酶的抑制作用

【目的】研究证实虫酰肼是否对甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)酚氧化酶活性具有抑制作用。【方法】采用生物化学方法,分别测定虫酰肼对甜菜夜蛾5龄幼虫离体酚氧化酶的作用特点和用虫酰肼浸泡饲料饲喂5龄幼虫后,虫酰肼对幼虫头部、血淋巴及表皮组织酚氧化酶活性的抑制作用。【结果】随着虫酰肼浓度增大,酚氧化酶活力呈逐渐下降趋势,虫酰肼对酚氧化酶的抑制中浓度(IC50)为5.43μmol·L-1。虫酰肼对酚氧化酶的抑制作用表现为混合型抑制,游离酶抑制常数(K i)和酶-底物络合物抑制常数(K is)分别为11.223μmol·L-1和34.036μmol·L-1。通过研究金属铜离子和酶液对虫酰肼吸收峰的影响,推测虫酰肼对甜菜夜蛾酚氧化酶的抑制作用不是与该酶活性中心的铜离子结合,而可能是与酚氧化酶蛋白结合发生作用有关。用28.41μmol·L-1和85.23μmol·L-1亚致死剂量浓度的虫酰肼分别处理甜菜夜蛾5龄幼虫24、48和72h后,测定其头部、血淋巴和表皮酚氧化酶的活性。结果表明,随着用虫酰肼处理时间延长,两个剂量的虫酰肼对幼虫头部、血淋巴和表皮酚氧化酶的抑制作用基本呈逐渐增大趋势;处理后相同时间,高剂量的虫酰肼对酚氧化酶活性的抑制率基本上高于低剂量的抑制率;虫酰肼对头部酚氧化酶的抑制率最高,血淋巴次之,表皮最低。【结论】虫酰肼对甜菜夜蛾酚氧化酶具有明显的抑制作用,幼虫新表皮形成过程受到阻碍可能与虫酰肼抑制酚氧化酶的活性有关。     

甜菜夜蛾细胞色素P450基因的克隆与分析

【目的】探索甜菜叶蛾产生抗药性的分子机制。【方法】利用RACE技术,从甜菜夜蛾Spodoptera exigua中克隆获得1个细胞色素P450基因的全长cDNA序列。【结果】该基因全长894 bp,开放阅读框411 bp,3′和5′端非编码序列分别为79和213 bp,推导的氨基酸序列编码194个氨基酸,推测编码蛋白质的分子量为22.30 kDa,等电点为8.22。同源性比对分析发现,甜菜夜蛾细胞色素P450基因与斜纹夜蛾Spodoptera litura、甘蓝夜蛾Mamestra brassicae、棉铃虫Helicoverpa armigera和谷实夜蛾Helicoverpa zea细胞色素P450的相似性分别为42%、41%、39%和42%。【结论】研究结果可为今后深入研究甜菜夜蛾细胞色素P450功能提供借鉴和参考。     

溴氰虫酰胺对斜纹夜蛾生长发育及繁殖的亚致死效应

【目的】研究溴氰虫酰胺对斜纹夜蛾Spodoptera litura Fabricius亲代和F1代生长发育和繁殖的影响.【方法】采用浸叶法,确定溴氰虫酰胺对斜纹夜蛾3龄幼虫的的亚致死剂量LC20和LC40,分别用该剂量处理斜纹夜蛾3龄幼虫,观察其对斜纹夜蛾亲代和F1代的亚致死效应.【结果和结论】经溴氰虫酰胺LC20剂量0.04 mg·L-1和LC40剂量0.07 mg·L-1处理斜纹夜蛾3龄初期幼虫72 h,与对照相比,幼虫从3龄到6龄的发育历期分别延长了2.39和4.32 d,化蛹率(分别为78.67%和60.33%)和羽化率(分别为72.12%和61.28%)均显著降低,处理组雌、雄蛹质量均增加.LC40处理组的单雌产卵量(1 356.67粒)和卵孵化率(59.26%)显著低于对照,而LC20处理组的单雌产卵量和孵化率则与对照组差异不显著.药剂处理对蛹历期、成虫历期以及雌性比均没有显著影响.溴氰虫酰胺处理也同样延长了斜纹夜蛾F1代幼虫的发育历期,降低了化蛹率,但对F1代羽化率和单雌产卵量影响不大.研究结果可以为斜纹夜蛾的综合防治以及溴氰虫酰胺的合理使用提供理论依据.     

甜菜夜蛾触角气味受体基因OR18的克隆和表达定位

【目的】从甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）成虫触角中克隆气味受体基因,研究受体基因在虫体不同组织和触角不同感受器中的表达分布,从而探讨受体基因的功能。【方法】通过PCR结合RACE技术克隆气味受体基因的全长序列,利用实时定量PCR检测其在不同组织中的表达,采用原位杂交确定其在触角不同感受器中的分布。【结果】通过同源克隆的方法从甜菜夜蛾触角中获得1条740 bp的基因片段,通过RACE技术获得全长序列并命名为SexiOR18（GenBank登录号JN873314）。SexiOR18 cDNA全长1 618 bp,开放阅读框长度为1 194 bp,编码398个氨基酸。序列比对和进化树分析结果显示SexiOR18与其它鳞翅目昆虫尤其是夜蛾科昆虫的OR18具有很高的相似性。实时定量PCR检测结果显示,SexiOR18主要在成虫触角中表达,且在雌虫中的表达量显著高于雄虫,SexiOR18在成虫其它组织和幼虫触角中无明显表达。原位杂交结果显示,SexiOR18主要在毛形感器和锥形感器下表达,而在腔锥形感器和刺形感器下没有表达。【结论】SexiOR18在感受性信息素和普通气味的毛型感器和锥形感器中都有分布,推测其可能参与了性信息素和普通气味分子的识别。     

斜纹夜蛾SpLPDI的克隆、表达及其 对莱氏野村菌的免疫应答分析

【目的】研究斜纹夜蛾（Spodoptera litura）蛋白质二硫键异构酶基因（SpLPDI）的表达特性以及在莱氏野村菌入侵过程中的可能作用,为深入探讨斜纹夜蛾应答莱氏野村菌侵染的免疫分子机制奠定基础。【方法】根据斜纹夜蛾脂肪体抑制差减杂交文库（SSH）中筛选的PDI 的EST序列设计特异引物,结合SMART RACE技术,克隆SpLPDI的cDNA全长,并进行生物信息学分析;运用半定量RT-PCR和定量qPCR进行该基因的组织分布与差异分析;用qPCR研究SpLPDI被莱氏野村侵染诱导后的表达特性;用原核表达来研究其蛋白特征。【结果】斜纹夜蛾SpLPDI的cDNA全长为2 367 bp,包含1个1 485 bp的ORF,编码494个氨基酸。生物信息学分析表明,SpLPDI含有1个17个氨基酸残基的信号肽,2个硫氧还蛋白的活性域和1个RDEL内质网定位信号肽,且具有典型的PDI蛋白家族a-b-b′-a′的结构特点;同源序列对比分析发现SpLPDI蛋白在a和a′结构的活性域和内质网定位信号肽均极为保守;进化分析表明,斜纹夜蛾SpLPDI与家蚕的亲缘最近,与隐孢子虫和黑曲霉的亲缘较远。表达谱分析表明,SpLPDI在所选组织中均有表达,在血液中表达量最高,脂肪体次之,头部最低。经莱氏野村菌诱导后,SpLPDI在脂肪体和中肠中表达均有显著上调表达,但是在脂肪体的上调幅度比中肠的大。克隆的SpLPDI在大肠杆菌中成功表达出大量可溶蛋白。【结论】从斜纹夜蛾中克隆出蛋白质二硫键异构酶基因SpLPDI,在莱氏野村菌的诱导下有显著上调表达,可能与斜纹夜蛾相关的免疫应答有关。     

斜纹夜蛾精氨酸激酶基因的克隆及mRNA表达分析

利用RT-PCR和RACE技术获得了斜纹夜蛾精氨酸激酶基因的全长cDNA,命名为SlAK,其GenBank登录号为HQ840714。序列分析结果表明:该cDNA全长1373 bp,其中5′和3′UTR的长度分别为65和240 bp;其开放阅读框位于66～1133 bp,编码355个氨基酸。同源性分析结果显示,精氨酸激酶基因蛋白序列享有较高的同源性,该序列具有精氨酸激酶典型的酶活性部位氨基酸序列CPTNLGT、酶活性位点氨基酸和能形成离子耦合结构的氨基酸。SlAK基因在斜纹夜蛾幼虫的头部、中肠、脂肪体和体壁内均有表达,以在中肠内的表达水平最高;SlAK基因在斜纹夜蛾幼虫不同发育期的表达量不同,mRNA表达水平在3龄达到最高峰。     

斜纹夜蛾精氨酸激酶基因的克隆及mRNA表达分析

利用RT-PCR和RACE技术获得了斜纹夜蛾精氨酸激酶基因的全长cDNA,命名为SlAK,其GenBank登录号为HQ840714。序列分析结果表明:该cDNA全长1373 bp,其中5′和3′UTR的长度分别为65和240 bp;其开放阅读框位于66～1133 bp,编码355个氨基酸。同源性分析结果显示,精氨酸激酶基因蛋白序列享有较高的同源性,该序列具有精氨酸激酶典型的酶活性部位氨基酸序列CPTNLGT、酶活性位点氨基酸和能形成离子耦合结构的氨基酸。SlAK基因在斜纹夜蛾幼虫的头部、中肠、脂肪体和体壁内均有表达,以在中肠内的表达水平最高;SlAK基因在斜纹夜蛾幼虫不同发育期的表达量不同,mRNA表达水平在3龄达到最高峰。     

氯氟氰菊酯对斜纹夜蛾抗性和敏感种群表皮穿透比较

 【目的】研究证实斜纹夜蛾对氯氟氰菊酯的抗性是否与其表皮穿透率降低有关。【方法】分别采用点滴法、浸叶法和叶片夹毒法测定了斜纹夜蛾（Spodoptera litura Fabricius）对氯氟氰菊酯的抗性,用14C标记氯氟氰菊酯测定了斜纹夜蛾抗性和敏感种群3龄和5龄幼虫的表皮穿透率。【结果】采用3种方法测定结果表明,3龄幼虫抗性水平的次序为点滴法（抗性倍数为2 765.4倍）＞浸叶法（365.1倍）＞叶片夹毒法（34.0倍）,点滴法、浸叶法及叶片夹毒法间抗性倍数之比依次为81.3﹕10.7﹕1;5龄幼虫抗性水平的次序为点滴法（抗性倍数为2 271.3倍）＞浸叶法（257.2倍）＞叶片夹毒法（20.2倍）,点滴法、浸叶法及叶片夹毒法间抗性倍数之比依次为112.4﹕12.7﹕1。经穿透昆虫表皮的触杀毒力所引起的抗性高于经口器和表皮进入的胃毒毒力和触杀毒力之和所引起的抗性,更明显高于经口器进入的胃毒毒力所引起的抗性。同位素标记氯氟氰菊酯测定结果表明,处理后0.5 h和1.0 h,抗性种群和敏感种群间表皮穿透率差异不显著,处理后2 h,两种群间的穿透率存在明显差异,至处理后8 h,敏感种群3龄和5龄幼虫的表皮穿透率分别为46.3%和43.3%,抗性种群3龄和5龄幼虫的表皮穿透率分别为35.7%和29.1%,氯氟氰菊酯对抗性种群3龄幼虫的表皮穿透率仅为敏感种群幼虫穿透率的0.77倍,对5龄幼虫的表皮穿透率仅为敏感种群幼虫穿透率的0.67倍,抗性种群的穿透率明显慢于敏感种群的穿透率。【结论】斜纹夜蛾抗性种群对氯氟氰菊酯的表皮穿透率明显低于敏感种群,可能是其产生抗药性的一个原因。     

草地贪夜蛾和斜纹夜蛾幼虫体内保护酶及解毒酶对2种杀虫剂的响应比较

【目的】明确草地贪夜蛾[Spodoptera frugiperda（J. E. Smith）]及其近缘种斜纹夜蛾[Spodoptera litura（Fabricius）]幼虫体内保护酶和解毒酶对2种不同作用类型杀虫剂的响应,为草地贪夜蛾和斜纹夜蛾的田间防控及抗药性治理提供科学依据。【方法】采用叶片浸渍法测定甲维盐和氯虫苯甲酰胺对草地贪夜蛾和斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,并用2种杀虫剂亚致死浓度（LC₂₅）和致死中浓度（LC₅₀）处理过的小麦叶片分别饲喂2种害虫的3龄幼虫,比较取食6、12、18、24和48 h后幼虫体内保护酶[超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）]及解毒酶[谷胱甘肽S-转移酶（GST）、细胞色素P450（CYP450）和羧酸酯酶（CarE）]的活性变化。【结果】甲维盐对草地贪夜蛾和斜纹夜蛾的毒力高于氯虫苯甲酰胺。2类杀虫剂胁迫下2种害虫的CYP450活性均上升,且草地贪夜蛾的CYP450活性高于斜纹夜蛾,在甲维盐和氯虫苯甲酰胺低剂量（LC₂₅）胁迫下草地贪夜蛾的CYP450活性均高于高剂量（LC₅₀）胁迫处理,处理后48 h均达最高值（15.72±0.41和15.36±0.47 ng/mL）;而草地贪夜蛾另2种解毒酶（GST和CarE）活性在甲维盐处理后低于斜纹夜蛾。甲维盐胁迫下2种害虫体内保护酶（SOD和POD）活性均降低,且草地贪夜蛾保护酶活性低于斜纹夜蛾;氯虫苯甲酰胺胁迫下草地贪夜蛾保护酶（SOD和POD）活性均上升,高剂量氯虫苯甲酰胺胁迫下2种害虫SOD和CAT活性均高于低剂量胁迫处理,且草地贪夜蛾SOD和CAT活性高于斜纹夜蛾。2种害虫体内保护酶和解毒酶活性对2类杀虫剂响应差异明显,且物种、药剂、浓度、时间、物种×浓度和药剂×浓度因素对2种害虫保护酶和解毒酶活性均有极显著影响（P<0.01）。2类杀虫剂胁迫下2种害虫的SOD和CAT活性间相关性较强。【结论】草地贪夜蛾对甲维盐的敏感性高于斜纹夜蛾,而对氯虫苯甲酰胺的敏感性低于斜纹夜蛾,且2种害虫均主要通过增强CYP450活性对杀虫剂进行解毒代谢。农业生产上推荐使用甲维盐作为防治草地贪夜蛾的药剂。     

生防菌爪哇棒束孢对斜纹夜蛾的防效与安全性评价

【目的】明确生防菌爪哇棒束孢对斜纹夜蛾的防控效果与安全性,为高效绿色防控斜纹夜蛾提供科学依据。【方法】采用浸叶法测定爪哇棒束孢对斜纹夜蛾的室内毒力;采用喷雾法测定200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对斜纹夜蛾的田间控制效果;通过药膜法和喷雾法分别评价200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对黑卵蜂和甘蓝的安全性。【结果】室内毒力测定结果表明,爪哇棒束孢对斜纹夜蛾3龄幼虫具有较强的毒杀作用,幼虫取食经1.00×107孢子/mL爪哇棒束孢处理的甘蓝叶片48 h后死亡率达86.96%。田间防治效果试验结果表明,甘蓝田喷施900、1125和1350 g/ha浓度的200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂10 d后对斜纹夜蛾的防治效果分别为73.08%、82.77%和83.69%。安全性评价结果表明,200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对黑卵蜂48 h的致死中浓度（LC₅₀）为2.11×108孢子/mL,对黑卵蜂安全系数为5.27（t>5.00）,为低风险性生物农药;200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对供试3种甘蓝品种生长速率抑制率均在10.00%以下,且无变色、坏死、萎蔫及畸形等任何可见药害症状。【结论】爪哇棒束孢对斜纹夜蛾3龄幼虫具有较强的毒杀作用,可作为防治斜纹夜蛾有效且安全的生物农药使用。建议在甘蓝斜纹夜蛾低龄幼虫盛发期使用200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂1125～1350 g/ha进行防治。     

中华稻蝗几丁质酶基因10（OcCht10）的分子特性及功能

【目的】获得中华稻蝗（Oxya chinensis）几丁质酶基因10（OcCht10）的cDNA序列,预测其功能域,并做聚类分析明确该基因的系统发育关系。绘制OcCht10在5龄若虫不同组织部位和发育时间的表达图谱,研究其在中华稻蝗蜕皮过程中的生物学功能,为害虫防治提供高效安全的候选基因。【方法】从中华稻蝗转录组数据库搜索OcCht10 cDNA片段,经过blast分析、比对、拼接后,翻译为氨基酸序列,预测其功能域,并与其他昆虫几丁质酶家族基因进行聚类分析,进一步确认该基因的系统发育关系并进行准确命名;选取中华稻蝗5龄第6天不同组织部位及5龄若虫不同天数表皮样本,总RNA提取后反转录为cDNA模板,采用Real-time quantitative PCR（qPCR）方法获得OcCht10在5龄稻蝗若虫不同组织部位和不同发育阶段的表达谱;设计OcCht10 dsRNA引物,用试剂盒体外合成dsOcCht10,采用注射法进行RNA干扰;取注射24 h稻蝗表皮样本,用qPCR方法检测OcCht10基因沉默效率;并仔细观察dsRNA注射后稻蝗表型,统计其死亡率。【结果】经对中华稻蝗转录组数据库的搜索,获得OcCht10 cDNA片段长度为9 318 bp,开放阅读框为8 613 bp,编码2 870个氨基酸;其3′非编码区为705 bp,推测OcCht10 5'端有500多碱基尚未获得;预测其氨基酸序列具有多个结构域,包含有5个几丁质酶催化域和6个几丁质结合域;与其他昆虫几丁质酶基因聚类分析结果显示OcCht10属于昆虫几丁质酶家族基因Ⅱ组,该组基因与昆虫蜕皮相关;5龄若虫组织特异性分析表明该基因主要在表皮、前肠和后肠等外胚层发育而成的组织器官中表达,提示OcCht10可能参与表皮几丁质代谢;发育时间表达图谱表明该基因在5龄第6-7天,即蜕皮前的表皮中高表达,表明OcCht10可能负责蜕皮时表皮几丁质降解;5龄若虫第2天注射该基因的dsRNA,24 h后取表皮检测其干扰效率,结果显示该基因被沉默70%;与注射dsGFP的对照组相比,注射dsOcCht10 5龄若虫表现为龄期延长,旧表皮无法开裂,蜕皮受阻,昆虫无法正常活动导致死亡,死亡率达到100%。【结论】获得OcCht10的部分cDNA序列,该基因在昆虫蜕皮前表皮中高表达;OcCht10参与中华稻蝗的蜕皮发育,注射dsOcCht10可有效沉默靶基因,并导致试虫无法完成正常蜕皮而死亡。     

棉铃虫磷脂酰乙醇胺结合蛋白的克隆及表达分析

【目的】克隆获得棉铃虫（Helicoverpa armigera）磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine binding protein,PEBP)的cDNA序列,分析HaPEBP在棉铃虫体内的表达规律,检测2-十三烷酮处理条件下棉铃虫体内HaPEBP的变化情况,为进一步明确棉铃虫PEBP的功能和选择该基因作为调控棉铃虫种群数量的分子靶标提供依据。【方法】利用RACE技术从棉铃虫6龄幼虫的中肠组织中扩增得到HaPEBP的cDNA序列,并对其氨基酸序列和蛋白结构进行分析。将HaPEBP的ORF序列连接至pET32a载体并转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导后检测目的蛋白的表达形式,并通过镍柱的亲和层析纯化融合蛋白。最后通过实时荧光定量PCR检测棉铃虫幼虫不同时期和6龄幼虫不同组织中HaPEBP的表达规律,以及2-十三烷酮处理棉铃虫6龄幼虫后中肠内HaPEBP的变化规律。【结果】获得的HaPEBP cDNA序列长760 bp,其中ORF为588 bp,编码195个氨基酸,蛋白质分子量和等电点分别为21.76 kD和5.93。氨基酸序列分析表明HaPEBP无信号肽、跨膜结构域和二硫键,是一个由4个α螺旋和9个β折叠片组成的胞质单体蛋白。将BL21(DE3)-pET32a-HaPEBP重组菌用1 mmol·L^-1的IPTG在37℃条件下诱导4 h,约40 kD的融合蛋白His-HaPEBP能以可溶的形式存在于重组菌中。按照同样的方法诱导1 L的重组菌,将超声处理后的上清液与Ni-NTA柱结合,进行咪唑缓冲液梯度洗涤,200 mmol·L^-1的咪唑洗涤两次后得到约40 kD的单一蛋白,与融合蛋白的大小一致。将此流出液超滤浓缩,获得183.3 ng·μl^-1的融合蛋白,能被抗His-Tag的单克隆抗体识别发生免疫反应。HaPEBP在棉铃虫幼虫的1-6龄期和预蛹期均表达,且6龄幼虫的表达量最高。该基因在6龄幼虫的脂肪体、中肠、头部和体壁中也均有表达,且脂肪体内的表达量最高。不同浓度的2-十三烷酮处理后,棉铃虫6龄幼虫中肠内HaPEBP的表达量均有所降低;低浓度(2.5和5 mg·g^-1)在6 h就能降低HaPEBP的表达量,其mRNA含量随着时间的延长逐渐增加;而高浓度(10和15 mg·g^-1)在12 h才会降低HaPEBP的表达量,其mRNA含量随着时间的延长先下降后上升。【结论】克隆分析了HaPEBP,利用大肠杆菌系统表达出可溶的融合蛋白His-HaPEBP,并通过镍柱-咪唑纯化法得到了高纯度的融合蛋白,时空表达分析显示HaPEBP在棉铃虫6龄幼虫和脂肪体中表达量最高,2-十三烷酮处理6龄幼虫后中肠内HaPEBP的表达量显著降低。     

飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶的特性及生物学功能

【目的】研究飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶（glucosamine-6-phosphate-N-acetyltransferase,GNA）的特性及生物学功能,为探讨飞蝗表皮几丁质的合成机制及研发新型绿色环保杀虫剂提供实验依据。【方法】采用生物信息学方法,在飞蝗EST数据库中搜索GNA的cDNA序列,并与其它物种GNA序列进行同源比较;设计飞蝗GNA特异性表达引物,分析5龄第2天不同组织样品间的表达差异及5龄第1 天至第7 天表皮中GNA表达量的变化;构建pET-28a（+）蛋白表达载体,在大肠杆菌E. coli BL21（DE3）菌株中表达GNA重组蛋白,Ni柱亲和纯化重组蛋白并分析重组蛋白的酶学活性;通过RNA干扰研究GNA的生物学功能。【结果】飞蝗GNA与其它物种GNA的氨基酸序列一致性很高,结合底物GlcN6P的氨基酸残基完全一致,说明不同物种间GNA非常保守;飞蝗GNA组织特异性分析显示其在表皮、脂肪体及肌肉中表达量较高;飞蝗5龄表皮的发育变化表明,GNA在刚蜕皮后的表达量最高,之后逐步降低;飞蝗GNA重组蛋白在大肠杆菌E. coli BL21（DE3）菌株中成功表达,经过Ni-NTA柱纯化得到单一目的条带,酶学特性研究表明飞蝗GNA重组蛋白的最适反应温度为37-50℃,最适pH为8.0-9.5;测定了飞蝗重组GNA的Km值,当D-GlcN6P的浓度为200 μmol•L-1时,Acetyl-CoA的Km=133.60 μmol•L-1;当Acetyl-CoA的浓度为200 μmol•L-1时,D-GlcN6P的Km=42.43 μmol•L-1;飞蝗GNA的RNA干扰结果显示,GNA的表达能够被有效沉默,但蜕皮及发育未受影响。【结论】飞蝗GNA与其它物种的GNA氨基酸序列一致性很高;用该序列原核表达的重组蛋白具有葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶的活性;飞蝗GNA被干扰后未观察到对飞蝗蜕皮及发育产生影响,推测存在N-乙酰葡萄糖胺激酶（GlcNAc kinase）补救途径催化产生GNA的底物N-乙酰葡萄糖胺-6-磷酸（GlcNAc6P）,用于几丁质的合成。     

短稳杆菌对草地贪夜蛾的杀虫活性及其体内解毒酶的影响

【目的】明确生物农药短稳杆菌对草地贪夜蛾的杀虫活性及其体内解毒酶活性的影响,为草地贪夜蛾的高效绿色防控提供理论依据。【方法】采用叶片浸渍法测定短稳杆菌对草地贪夜蛾1、2和3龄幼虫的室内杀虫活性;通过喷雾法测定短稳杆菌对草地贪夜蛾的田间控制效果;以短稳杆菌亚致死剂量处理草地贪夜蛾幼虫,利用酶标仪检测幼虫体内解毒酶（谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶）和乙酰胆碱酯酶活性的变化。【结果】室内杀虫活性测定结果显示,短稳杆菌对草地贪夜蛾幼虫具有较强的毒杀作用,取食经1.00×107孢子/mL短稳杆菌处理的玉米叶片72 h后,1、2和3龄幼虫的校正死亡率分别达86.21%、83.05%和58.33%。玉米田施用100亿孢子/mL短稳杆菌悬浮剂800和1000倍液7 d后,对草地贪夜蛾的防治效果分别为95.84%和93.78%,显著高于0.5%苦参碱水剂800倍液处理（P<0.05）,高于200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂2000倍液处理但差异不显著（P>0.05）。亚致死剂量短稳杆菌（LC₂₀）处理后,草地贪夜蛾幼虫体内谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶活性均有不同程度下降。【结论】短稳杆菌对草地贪夜蛾低龄幼虫具有较好的室内杀虫活性和田间防治效,可作为防治草地贪夜蛾有效的生物农药使用。在玉米田草地贪夜蛾低龄幼虫盛发期,使用100亿孢子/mL短稳杆菌悬浮剂进行防治时,建议使用800~1000倍液喷施。     

橘小实蝇羧酸酯酶基因BdCAREB1的克隆及其表达模式解析

【目的】在克隆获得橘小实蝇（Bactrocera dorsalis）1条羧酸酯酶基因全长序列的基础上,解析该基因在橘小实蝇不同发育阶段和组织以及经高效氯氰菊酯饲喂后的表达模式。同时结合之前完成的有关橘小实蝇羧酸酯酶生化特性以及增效剂处理研究结果,综合分析橘小实蝇羧酸酯酶对高效氯氰菊酯作用的应激反应,为明确羧酸酯酶对菊酯类杀虫剂的解毒代谢机制奠定基础。【方法】通过同源序列比对的方法,从橘小实蝇转录组数据中筛选出1条羧酸酯酶基因序列片段,利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）扩增得到该基因的全长cDNA序列;应用生物信息学分析软件对该基因的开放阅读框、编码的氨基酸序列、分子量等信息进行预测,并基于最大似然法构建该基因与其他昆虫相关基因序列的系统发育树,阐明其分子生物学特征。此外,分别提取橘小实蝇不同发育阶段以及3龄幼虫的中肠、脂肪体、马氏管和气管等组织的RNA,在内参基因稳定性评估筛选的基础上,运用qPCR的方法解析该基因在不同发育阶段和组织间以及药剂处理后的表达模式。【结果】从橘小实蝇转录组数据库中筛选出1条长度为1 028 bp的羧酸酯酶基因片段,通过对5′端和3′端进行RACE扩增分别得到长度为1 073和625 bp的目的片段,经序列拼接和验证后,确定该基因全长为1 872 bp,完整开放阅读框1 710 bp,编码569个氨基酸,推测其蛋白质分子量为63.3 kD,理论等电点6.38。该基因经序列比对命名为BdCAREB1,GenBank登录号为KF539980。基于最大似然法构建的系统发育树显示,该基因编码的蛋白质与双翅目昆虫的羧酸酯酶具有高度的同源性。分析其在不同发育阶段的表达模式发现,BdCAREB1在3龄幼虫期的表达量最高,其次为成虫期,而在卵期的表达量最低。在橘小实蝇3龄幼虫不同组织间的定量分析结果表明,BdCAREB1在脂肪体中表达水平最高,其次在中肠和马氏管的表达水平较低且接近,而在气管的表达量最低。经饲喂0.33 μg?g-1（药剂/饲料）的高效氯氰菊酯后检测BdCAREB1在整虫及组织间的表达情况发现,该基因在幼虫以及脂肪体中的表达量显著上调。【结论】橘小实蝇BdCAREB1的表达具有发育阶段和组织特异性,在幼虫期和脂肪体的表达量最高,并对高效氯氰菊酯处理表现出明显的应激反应,具有可诱导性。结合此前完成的橘小实蝇羧酸酯酶活性测定及增效剂研究结果,分析该基因很可能参与橘小实蝇对高效氯氰菊酯的解毒代谢。     

微红新月蕨的杀虫活性和活性组分的分离及鉴定

【目的】研究微红新月蕨（Pronephrium megacuspe）的杀虫成分并对其进行分离、鉴定。【方法】通过生物活性测定确定微红新月蕨提取物对几种害虫的杀虫活性及其作用方式,并在活性跟踪的基础上,通过萃取、柱层析、薄层层析制备、重结晶、核磁共振和质谱等方法对活性组分进行分离和鉴定。【结果】微红新月蕨甲醇提取物对家蝇成虫（Musca domestica）、白纹伊蚊4龄幼虫（Aedes albopictus）、桃蚜（Myzus persicae）具有较好的毒杀活性,对小菜蛾（Plutella xylostella）、亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）和菜粉蝶（Pieris rapae）3龄幼虫具有拒食活性。从微红新月蕨甲醇提取物中分离和鉴定了4种化合物,即7-羟基-5-甲氧基-6,8-二甲基黄烷酮、2',4'-二羟基-3'-甲基-6'-甲氧基查尔酮、5,7-二羟基-6,8-二甲基黄烷酮和5-羟基-6,7-二甲氧基黄酮。上述4种化合物在50 mg•L-1的浓度下,对亚洲玉米螟3龄幼虫都具有拒食活性;5,7-二羟基-6,8-二甲基黄烷酮对小菜蛾3龄幼虫具有较弱的拒食活性,24 h的平均拒食率为40.51%,另外3种化合物对小菜蛾3龄幼虫没有拒食活性;2 ?g/头的剂量下,这4种化合物对亚洲玉米螟3龄幼虫没有触杀活性,24和48 h的平均死亡率为0;1 ?g/头的剂量下,5,7-二羟基-6,8-二甲基黄烷酮对小菜蛾3龄幼虫48 h的平均死亡率为33.76%,另外3种化合物对小菜蛾3龄幼虫也基本没有触杀活性。【结论】微红新月蕨甲醇提取物对多种害虫具有较高的活性,从该植物中已分离鉴定出的4种化合物母体结构一致,但取代基不同或取代的位置不同,其活性也有明显的差异。因此,微红新月蕨中其它化学成分及其构效关系值得深入的研究。