调控与利用生态功能分子:一种安全有效的有害生物防控新途径

正自然界中,植物、动物、微生物等种内与种间都存在着复杂的化学联系。这些化学联系不仅影响到一个生物体的行为及其生长发育与繁殖,而且规范了这个生物体与其它生物体(种内或种间)之间的相互关系,如相互吸引、相互排斥、取食(寄生)与被取食(被寄生)、共存和共生等。如很多昆虫的雌成虫可以通过释放性信息素引诱雄成虫,从而达到繁衍后代的目的。昆虫释放的这种性信息素也可能被植     

细胞黏附蛋白NlPER1影响褐飞虱的存活与繁殖

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)细胞黏附蛋白(peroxinectin 1,NlPER1)在调控褐飞虱生长、发育及繁殖中的作用及其机理,通过克隆NlPER1基因的cDNA全长,分析NlPER1在褐飞虱不同组织和龄期中的表达谱,同时利用RNA干扰技术探究其生物学功能。结果显示,NlPER1包含1个1 560 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码519个氨基酸;预测该基因编码的蛋白分子量为58.9 kD,等电点为5.61,无分泌信号肽和跨膜区,具有亚铁血红素结合位点和Ca~(2+)结合位点。该基因在褐飞虱头部组织中的相对表达量最高,并显著高于其它组织;在5龄若虫和初羽化成虫中的相对表达量显著高于其它龄期;其转录水平不受球孢白僵菌Beauveria bassiana侵染的影响。沉默NlPER1不影响褐飞虱若虫体内的H_2O_2含量,但会导致褐飞虱若虫存活率、雌成虫蜜露分泌量及产卵量显著下降,分别只有dsGFP对照组的52.94%、69.86%和69.00%。表明NlPER1在褐飞虱生长发育、存活与繁殖中发挥着重要作用,但这些作用与清除褐飞虱体内的H_2O_2无关。     

水稻品种对黑望绿盲蝽功能反应的影响

在室内研究了以不同水稻品种上褐飞虱（Nilaparvata lugens）为食的黑肩绿盲蝽（Cyrtorhinus lividipennis)对宰飞虱卵的功能反应。结果表明，以TN1、IR26、IR64和丙97－34等4个品种上褐飞虱为食的黑肩发盲蝽的功能反应均显著地强于以丙97－59上褐飞虱为食的黑绿盲蝽的，而在前面的4个品种间则差异不明显。统计分析表明，由再97－59上所育出的赤肩绿盲蝽对猎物的处理时间显著地长于由其他4个品种上所育出的，而瞬时攻击率则在5个品种上所育出的黑肩绿盲蝽间差异不显著，这说明导致不同品种上育出的黑肩绿盲蝽功能反应差异的原因主要在于其对猎物处理时间上的不同。文中还就试验结果在害虫治理中的意义进行了讨论。     

褐飞虱唾液中诱导水稻释放挥发物的活性组分研究

行为生测表明在褐飞虱的头部磨碎液中存在诱导水稻释放引诱稻虱缨小蜂挥发物的活性组分,这些活性组分主要属于蛋白质类.在-15～-20℃条件下褐飞虱头部磨碎液的生物活性,至少可保持38d,但72d后全部丧失.褐飞虱唾液中存在的α-萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶和β-淀粉酶等4种主要酶类中,仅β-葡萄糖苷酶所处理的稻株挥发物能明显地引诱稻虱缨小蜂.褐飞虱头部磨碎液、磨碎液中的蛋白质以及β-葡萄糖苷酶等处理稻株的挥发物与褐飞虱雌成虫为害株的挥发物对稻虱缨小蜂的引诱作用无明显差异.挥发物提取、分离与鉴定的结果表明,褐飞虱头部磨碎液、头部磨碎液中分离的蛋白质类以及β-葡萄糖苷酶等处理所诱导释放的水稻挥发物与褐飞虱雌成虫为害株所释放的挥发物组成相似.这些结果表明褐飞虱唾液中的蛋白质类,尤其是β-葡萄糖苷酶在褐飞虱诱导的水稻挥发物释放中起着重要作用.文中还就褐飞虱唾液中可能存在的各类活性组分及其可能的作用机理进行了讨论.     

稻纵卷叶螟为害对水稻防御化合物及信号分子含量的影响

    测定稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenee)为害后水稻体内过氧化氢、水杨酸、茉莉酸3种信号分子以及防御相关化合物含量的变化.结果表明,稻纵卷叶螟为害后0.5、24 h能显著提高水稻体内过氧化氢浓度,为害后0.5、1、24 h显著增加水杨酸浓度,但不影响茉莉酸浓度.稻纵卷叶螟为害能导致水稻叶片中胰蛋白酶抑制剂和6种未知防御化合物含量上升,在叶鞘中只引起6种未知物中的3种含量上升,其他的3种未知物与胰蛋白酶抑制剂没有明显变化.外用水杨酸或过氧化氢处理水稻只在叶鞘中增加6种未知物中1种化舍物的含量.说明稻纵卷叶螟为害诱导的防御化合物的变化部分是系统性的,而另一部分则是局部性的;并且稻纵卷叶螟为害诱导的防御反应是多种信号分子相互作用的结果.     

水稻品种对黑肩绿盲蝽功能反应的影响

在室内研究了以不同水稻品种上褐飞虱(Nilaparvata lugens)为食的黑肩绿盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)对褐飞虱卵的功能反应。结果表明,以TN1、IR26、IR64和丙97-34等4个品种上褐飞虱为食的黑肩绿盲蝽的功能反应均显著地强于以丙97-59上褐飞虱为食的黑肩绿盲蝽的,而在前面的4个品种间则差异不明显。统计分析表明,由丙97-59上所育出的黑肩绿盲蝽对猎物的处理时间显著或极显著地长于由其他4个品种上所育出的,而瞬时攻击率则在5个品种上所育出的黑肩绿盲蝽间差异不显著,这说明导致不同品种上育出的黑肩绿盲蝽功能反应差异的原因主要在于其对猎物处理时间上的不同。文中还就试验结果在害虫治理中的意义进行了讨论。     

水稻二化螟诱导表达基因OsSABATH启动子的克隆与缺失体构建

Northern杂交结果表明,OsSABATH基因受二化螟(Chilo suppressalis)为害诱导表达,但却不受机械损伤诱导。利用该基因序列和水稻基因组数据库相应序列设计引物,扩增到该基因编码区5′上游2050 bp的启动子序列。用PLACE软件分析顺式作用元件,发现该基因起始密码子上游1.4 kb的区域内存在几个可能与该基因表达调控相关的顺式作用元件,如W盒、DOF 结合序列、GT 1、 BIHD1 结合序列等。将该基因启动子区域及其5′部分缺失构件与GUS报告基因相连,并克隆进pCAMBIA1391载体中,用于分析启动子活性及虫伤诱导特异性相关的顺式作用元件。     

水杨酸与过氧化氢信号途径在褐飞虱诱导的水稻挥发物释放中的作用

    以水稻、褐飞虱及其卵期重要寄生蜂稻虱缨小蜂为模式系统,研究了水杨酸与过氧化氢信号转导途径在褐飞虱为害诱导的水稻挥发物释放中的作用.结果表明,褐飞虱为害能迅速地导致水稻体内水杨酸(为害后1 h)和H2O2(为害后1.5 h)含量的上升,早于褐飞虱为害诱导水稻释放引诱稻虱缨小蜂挥发物所需的时间.外用水杨酸和H2O2处理的试验结果表明,水稻生理浓度范围内的水杨酸处理能诱导水稻释放引诱稻虱缨小蜂的挥发物,而H2O2则只有在远高于水稻生理浓度时才能诱导.水杨酸或H2O2处理的稻株挥发物对寄生蜂的引诱作用要弱于褐飞虱为害的稻株,并且在挥发物组成相方面亦与后者存在比较明显的差异,尽管它们之间显示了一些相似的变化.这些结果说明水杨酸信号转导途径参与了褐飞虱为害诱导的水稻挥发物的释放,而H2O2信号转导途径在其中的作用则可能相对较小;同时,也表明了这些挥发物的释放除了水稻体内水杨酸信号转导途径的参与外,还可能涉及到其它的信号转导途径.     

黑肩绿盲蝽对褐飞虱卵的功能反应及搜寻行为

在室内研究了黑肩绿盲蝽对褐飞虱卵的功能反应及搜寻行为。结果表明,黑肩绿盲蝽对主要分布于稻株上中部的褐飞虱卵(在浙农大40上)的功能反应明显地强于对主要分布于稻株中下部的褐飞虱卵的功能反应(在浙852上)。黑肩绿盲蝽在稻株上的搜寻行为属非随机搜索型,在稻株各部位间明显地偏于稻株的上部活动,据此可解释黑肩绿盲蝽在2个品种上功能反应差异的原因。     

几种生物因子对褐飞虱诱导的水稻挥发物活性的影响

利用行为生测考察了褐飞虱为害程度、水稻生育期和品种对水稻挥发物引诱褐飞虱卵期寄生蜂稻虱缨小蜂活性的影响.结果表明,雌成虫10头/株和20头/株为害1 d的水稻挥发物,对稻虱缨小蜂具明显的引诱作用,而1头/株、5头/株、40头/株和80头/株为害1 d的,与空白对照相比不显示明显的引诱作用.稻虱缨小蜂对TN1未处理稻株挥发物的趋性不明显,并且对不同生育期的稻株亦无明显差异;但受褐飞虱为害后,生育期60 d的稻株比90 d的对稻虱缨小蜂具更强的引诱作用.不同品种未处理稻株间,TN1挥发物对稻虱缨小蜂的引诱作用明显地比Nabeshi强,而其他品种间差异不显著.在受到褐飞虱为害后,品种间的差异趋于明显.汕优63比TN1具更强的引诱作用,而Nabeshi、IR26和丙97-59等品种对稻虱缨小蜂的引诱作用则明显弱于TN1.