丽蝇蛹集金小蜂P450基因家族的发现和分子进化分析

丽蝇蛹集金小蜂是一类重要的天敌昆虫,大量地应用于生物防治中。虽然寄生蜂不是化学农药的直接作用靶标,但其在自然环境中可能接触到化学农药。P450基因家族是昆虫产生抗药性的重要原因之一,同时也参与了昆虫激素的合成与降解。因此,研究P450基因家族对充分利用丽蝇蛹集金小蜂,以及保护其免受农药毒杀具有重要的意义。本文利用生物学信息方法从丽蝇蛹集金小蜂基因组筛选到91个P450基因。家族分析表明,丽蝇蛹集金小蜂具有15个P450基因超家族、27个亚家族。对P450基因的正选择和基因转换开展了进一步分析,研究发现5个基因族存在正选择位点,2个基因族存在基因转换,正选择和基因转换之间存在明显的关联性。各个亚家族的选择压力分析表明,CYP9P亚家族受到选择压力最大（ω=118．9355）。通过MEME程序在丽蝇蛹集金小蜂P450基因上识别到5个频率为90％以上的motif,其中“LAE[NH]P”为新发现的motif.     

膜翅目昆虫miRNA基因家族的鉴定和进化分析

寄生蜂是重要的天敌昆虫,一直以来是生物防治的研究热点。对寄生蜂miRNA的研究可以进一步揭示其生物学特性。本研究选取包括6种寄生蜂在内的19种膜翅目昆虫,鉴定了这些昆虫的miRNA基因及家族,并分析膜翅目昆虫的保守miRNA家族的进化。发现12个miRNA家族为膜翅目昆虫特有,表明在膜翅目昆虫的进化早期发生了miRNA家族的大规模获得事件。分析发现在寄生蜂不同谱系尾蜂、小蜂总科及茧蜂科中,保守的miRNA家族存在多次独立丢失现象。本研究为进一步挖掘寄生蜂中的miRNA-基因靶标关系提供了数据基础。     

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...     

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。     

细胞色素P450基因在棉蚜生物型间的分化

通过分析细胞色素P450基因在单倍型Hap1和Hap3型棉蚜中的变异情况, 探讨棉蚜相关研究中引入生物型概念的重要性。检索文献数据库中棉蚜P450相关研究论文, 从中筛选目标P450信息, 获取基因序列并分析整理。将获得的P450基因与Hap1和Hap3型棉蚜基因组数据进行比对, 建立对应关系。根据基因组数据, 整理出P450基因在染色体的位置、基因编码及序列组成等信息。利用生物信息学软件, 分析P450基因所在区域基因组序列在两型棉蚜中的缺失、插入、取代、复制和倒置等变异信息。通过文献数据检索, 获得14篇有关棉蚜P450功能的文献, 棉蚜种群分别来源于棉花、黄瓜和青椒等寄主, 涉及17个P450基因序列, 功能包含对3种植物次生物质和7种化学农药的解毒代谢。分析发现P450在CDS (coding sequence)序列、基因结构及基因所处基因组区域等方面发生变异。由于不同生物型棉蚜所处生境的差异, 受到的寄主植物次生物质胁迫、气候环境胁迫和农药胁迫等不同, 导致解毒基因出现分化, 在棉蚜相关研究中需考虑到棉蚜生物型分化的问题。     

寄生蜂毒液蛋白组成、功能及进化的研究进展

寄生蜂是最为丰富多样的昆虫种群之一,寄生策略多样,寄主范围广泛,是重要的生态调节因子和害虫天敌资源。毒液为寄生蜂所保守共有,是寄生蜂成功寄生的关键因子,可用于调控寄主的行为、免疫、发育和代谢等,最终帮助寄生蜂成功寄生。寄生蜂毒液中所含的活性蛋白具有丰富多样的分子结构、靶标和功能。因而,寄生蜂毒液也是重要的基因资源宝库,在药物开发和杀虫蛋白筛选中将会发挥其潜在作用。本文主要就寄生蜂毒液蛋白组成、功能和进化,对近期研究进行综述,并探讨寄生蜂毒液研究中所采用的方法及应用前景,尝试提出寄生蜂毒液研究中存在的问题及未来可能的发展方向。     

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。     

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。     

海南首次发现一种新的三叶草斑潜蝇寄生蜂——斑潜蝇亮蝇茧蜂

三叶草斑潜蝇是我国重大入侵害虫之一,主要分布在热带和亚热带地区,可造成巨大的经济损失。寄生蜂作为膜翅目昆虫的一大类群,在害虫生物防治过程中发挥重要作用。据此,笔者于2021年10—12月在海南省各市县开展三叶草斑潜蝇寄生蜂资源普查时发现一种新的三叶草斑潜蝇幼虫寄生蜂。通过形态学鉴定确定该蜂为膜翅目Hyrmenoptera茧蜂科Braconidae蝇茧蜂亚科Opiina亮蝇茧蜂属Phaedrotoma的一个在中国尚未报道的新种,并命名为斑潜蝇亮蝇茧蜂Phaedrotoma sp.2。基于线粒体COI基因的分子进化树结果显示其与亮蝇茧蜂属寄生蜂聚为一类。本研究为后期三叶草斑潜蝇寄生蜂的人工扩繁打下基础,并有助于推动该蜂在田间害虫生物防治中的应用。     

白背飞虱两个P450基因的克隆、序列分析及杀虫剂胁迫下的表达分析

细胞色素P450属于超基因家族,与昆虫对杀虫剂抗药性产生有重要关系。本文在白背飞虱转录组数据的基础上,克隆到了两个P450基因,分别命名为SfCYP4DE1和SfCYP353D1v2,其分别编码534和471个氨基酸,分子量约为61.567和53.762 kDa,理论等电点为9.18和8.74。结构域分析发现,SfCYP4DE1和SfCYP353D1v2氨基酸序列中均包含5个P450基因共有序列。噻虫嗪、噻嗪酮和阿维菌素的LC₁₀、LC₂₅、LC₅₀和LC₉₀4个不同浓度处理白背飞虱3龄若虫48 h后,采用RT-qPCR技术测定SfCYP4DE1和SfCYP353D1v2两个基因的相对表达量,结果表明：噻虫嗪、噻嗪酮LC₁₀和LC₂₅浓度胁迫后SfCYP4DE1基因相对表达量均显著低于对照组,但随着浓度继续的加大,SfCYP4DE1基因的表达量出现上升的趋势。不同的是,经阿维菌素LC₁₀和LC₂₅浓度胁迫后,SfCYP4DE1基因的表达量均显著高于对照组,且随着浓度增加其表达量升高。与对照组相比,经噻虫嗪不同浓度胁迫后,SfCYP353D1v2基因表达量均呈现出诱导增加的趋势,且LC₁₀、LC₅₀和LC₉₀处理组显著高于对照组。噻嗪酮LC₁₀浓度处理能够显著诱导SfCYP353D1v2基因的表达,但阿维菌素LC₁₀浓度处理下其表达量被显著抑制。另外,以阿维菌素LC₅₀和LC₉₀浓度处理后,SfCYP353D1v2基因的表达量被显著诱导。以上研究结果可为进一步研究白背飞虱P450基因对杀虫剂解毒代谢途径提供基础资料。     

稻田寄生蜂和鳞翅目昆虫的多样性及变化动态

稻田中的寄生蜂是水稻害虫重要的自然天敌,在生物防治中起重要作用,但是寄生蜂作用的发挥受到许多因素的影响。本文使用马氏诱集器调查了水稻各生育期稻田中寄生蜂和鳞翅目昆虫的种类及数量,分析了水稻生育期对寄生蜂及其主要寄主鳞翅目昆虫数量的影响。结果发现,在水稻各生育期捕获的寄生蜂数量均显著多于鳞翅目昆虫数量。其中姬蜂科、茧蜂科、赤眼蜂科、缨小蜂科及缘腹细蜂科等属于寄生蜂的优势类群,分别占物种总数的11.80%、11.71%、9.18%、15.51%和11.83%。鳞翅目中,螟蛾科、夜蛾科、卷蛾科和蛱蝶科等为优势类群,分别占物种总数的22.32%、20.87%、26.28%和12.75%。随着水稻生育期的变化,寄生蜂数量先上升后下降,在水稻乳熟期达到最大值,显著高于其他7个生育期的结果。寄生蜂科的Shannon多样性指数,辛普森指数无明显的变化,均匀度指数到乳熟期时有所降低(0.790),随后逐渐上升直到收获。鳞翅目昆虫也呈现先上升后下降趋势,水稻扬花期数量最多,与其他生育期间存在显著差异;鳞翅目科的Shannon多样性指数和辛普森指数在分蘖期到抽穗期虽有波动,但各生育期间差异不显著。在水稻抽穗期到蜡熟期,稻田中鳞翅目科的均匀度指数波动较大,多个生育期间存在显著差异。结果表明,水稻生育期对寄生蜂与鳞翅目昆虫发生数量存在一定的影响,在特定生育期间对昆虫丰富度和多样性存在显著的影响。     

昆虫细胞色素P450基因的表达与调控及P450介导抗性的分子机制

本文综述了在杀虫剂抗性中起重要作用的 P4 50酶系研究的最新进展。内容包括 :细胞色素 P4 50酶系基因及其基因的表达与调控 ,P4 50介导抗性的分子基础。细胞色素 P4 50表达表现出发育期、组织、品系特异性及可诱导性。 P4 50表达的调控机制复杂 ,可能受顺式调控元件 (如 CYP6 B1)或反式作用因子 (如CYP6 A1)或顺式、反式因子的共同调控 (如 CYP6 D1)。调控可能涉及转录增强的转录机制或 m RNA稳定性增加的转录后机制。 P4 50的超量表达是 P4 50酶系介导抗性的主要机制 ,P4 50的氨基酸替换也可能在杀虫剂抗性中起作用。     

寄生荔枝蒂蛀虫卵的斑螟分索赤眼蜂过寄生驯化培育

针对寄生荔枝蒂蛀虫卵的斑螟分索赤眼蜂Trichogrammatoidea hypsipylae Nagaraja不能正常羽化出蜂问题,室内以米蛾Corcyra cephalonia（stainton）卵为寄主,分别以1：3、1：5、1：10（对照）的蜂卵比接蜂培养,经过35代过寄生连代繁殖驯化,其36代（F36）成蜂个体大小显著小于对照组。与对照组相比,成蜂体长、体宽分别减小28．89％、16．08％（1：3处理）和27．43％、20．56％（1：5处理）。经蜂卵1：3、1：5接蜂连代繁殖驯化后的F36斑螟分索赤眼蜂对荔枝蒂蛀虫卵的寄生率分别为44％和55％,与对照差异不显著,但能顺利从荔枝蒂蛀虫卵内羽化出蜂,羽化率分别为31．8％、25．5％,对照则无羽化出蜂。表明通过过寄生驯化培育可以改变斑螟分索赤眼蜂的个体大小,并有望使其在荔枝园内建立稳定种群,达到持续控制荔枝蒂蛀虫的目的。     

棉铃虫CYP9G5基因的克隆、序列分析及溴氰菊酯胁迫表达

细胞色素P450是超基因家族,属于生物体内重要三大解毒酶系之一,参与内源物和外源物的合成与氧化代谢。本文通过棉铃虫溴氰菊酯短期胁迫转录组数据分析,克隆获得一条P450基因CYP9G5（GenBank：KM016757.1）,编码493个氨基酸,分子量约为57.930 kDa,理论等电点pI 7.16。通过实时荧光定量技术,分析CYP9G5基因在棉铃虫不同组织和溴氰菊酯处理后表达量的变化,发现CYP9G5在头部表达量最高,经过溴氰菊酯处理后CYP9G5表达量也显著升高。推测出CYP9G5极有可能参与棉铃虫对溴氰菊酯的代谢,可能对棉铃虫的耐药性有一定的作用。本研究为进一步探索棉铃虫的抗药性和新农药的开发奠定了基础。     

Q型烟粉虱细胞色素P450 CYP6DV5基因克隆及其在烟粉虱对噻虫嗪抗性中的作用

烟粉虱Bemisia tabaci已严重危害农作物的正常生长,而新烟碱类杀虫剂噻虫嗪已被广泛用于烟粉虱的防治,但由于常年应用,致使烟粉虱对噻虫嗪产生了严重的抗性,而目前其抗药性分子机制尚不明确.本研究通过荧光定量PCR比较分析烟粉虱噻虫嗪抗性及敏感种群,发现细胞色素P450基因CYP6DV5在噻虫嗪抗性品系中的表达量为...     

茶足柄瘤蚜茧蜂脂代谢相关的滞育关联基因差异表达分析

本文对茶足柄瘤蚜茧蜂滞育组与正常发育组进行转录组测序,筛选差异表达基因,根据功能注释发现这些滞育关联基因主要与碳水化合物代谢、脂质代谢以及信号转导等途径相关。借助KEGG数据库,共筛选出滞育期间401个与脂代谢相关的差异基因,在滞育期间呈现不同程度的上调表达,涉及了脂肪酸生物合成、甘油脂代谢、类固醇生物合成等代谢途径,除与脂质合成相关的脂肪酸合成酶、超长链脂肪酸延伸酶基因上调表达外,与脂质分解相关的酶,如酯酶同样上调表达,可能与提高茶足柄瘤蚜茧蜂免疫力有关;与激素合成相关基因的上调表达,可能抑制茶足柄瘤蚜茧蜂卵巢发育。