碱基编辑技术及其在昆虫中的应用和展望

基因编辑是一种能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术.近年来,基因编辑技术不断突破与发展,以CRISPR编辑系统为基础的单碱基编辑和先导编辑引起了科研人员的关注,随着基因编辑技术的不断成熟,已成功应用到各种动、植物以及其他生物中,为基因治疗和基因功能研究等方面提供了重要的技术支持.本文主要回顾了CRIS...     

番茄潜叶蛾成虫卵巢发育与卵子发生研究

明确雌成虫的卵巢发育及其卵子发生有利于害虫发生期和发生量的准确预测及其防治适期的确定。本研究在观察重大外来入侵害虫番茄潜叶蛾Tuta absoluta雌成虫生殖系统结构和卵巢发育级别的基础上,进一步比较了营养条件和是否交配处理,即未交配+清水、未交配+20%葡萄糖溶液、交配+清水、交配+20%葡萄糖溶液条件下番茄潜叶蛾的卵子发生动态。结果显示：雌成虫生殖系统主要包括卵巢、输卵管、附腺、交配囊、阴道支囊、受精囊及受精囊腺等组织;左右两侧卵巢的卵巢管数大多相等,各含4根卵巢管;卵巢发育进度可分为卵黄沉积前期(Ⅰ级)、卵黄沉积期(Ⅱ级)、成熟待产期(Ⅲ级)、产卵盛期(Ⅳ级)和产卵末期(Ⅴ级)5个级别。雌成虫只取食清水也可持续形成成熟卵子,未交配雌虫卵子数量于羽化72 h达到高峰,发育至96 h时显著减少,并观察到卵子重吸收现象。取食20%葡萄糖溶液可显著促进雌虫的卵子发生,其成熟卵子、总卵子数在羽化后24 h均显著多于取食清水;雌虫发生卵重吸收后,补充取食20%葡萄糖溶液,卵巢内各类卵子数显著增加。交配对雌成虫卵子发生有明显促进作用,取食20%葡萄糖溶液或清水的交配雌虫,羽化96 h后,成熟...     

苹果蠹蛾瞬时感受器离子通道基因的克隆及温度胁迫表达分析

瞬时感受器离子通道(transient receptor potential,TRP)是影响昆虫温度感知系统的关键组成。为探讨苹果蠹蛾温度感知和温度适应的机理,本研究以苹果蠹蛾Cydia pomonella为研究对象,通过分子克隆获得TRPA家族中的CpPainless和CpWater_witch基因,进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR技术分析靶基因在高低温胁迫后的表达。结果表明,CpPainless基因编码938个氨基酸,N端有8个锚蛋白重复序列。CpWater_witch基因编码980个氨基酸,N端有10个锚蛋白重复序列,二者编码产物均有6个跨膜结构,具瞬时感受器离子通道家族成员结构典型特征。表达分析结果显示,和对照26℃相比,高低温胁迫1 h后,CpPainless在5龄幼虫雌虫体内的表达量显著下调,而5龄幼虫雄虫经低温胁迫1 h后CpPainless表达量显著上调,但高温胁迫1 h后表达差异不显著;CpWater_witch在雌雄虫体内均没有显著变化。研究结果为研究瞬时感受器离子通道在苹果蠹蛾温度感知中的作用奠定基础。     

新发重大农业入侵害虫番茄潜叶蛾的发生为害与防控对策

番茄潜叶蛾起源于南美洲西部的秘鲁,寄主植物达11科50种,喜食茄科植物,嗜食番茄,是世界番茄的毁灭性害虫。番茄潜叶蛾主要借助农产品(尤其是番茄果实)的贸易活动快速跨区跨境传播扩散,截至2021年该虫已在五大洲103个国家和地区发生,21个国家和地区疑似发生。我国于2017年首次在新疆发现番茄潜叶蛾为害露地番茄,2018年在云南发现其在保护地发生,截至2022年3月该虫已扩散传播至我国13个省(直辖市、自治区),对我国番茄、茄子、辣椒、马铃薯、烟草等茄科作物生产安全的潜在威胁巨大。本文概述了番茄潜叶蛾扩散分布、生物学、发生为害、经济生态影响,以及防治对策、控制技术等,以期为该虫有效防控提供参考。     

天敌对烟粉虱捕食作用的SCAR标记检测

 以烟粉虱和捕食性天敌为研究对象，采用特征序列扩增区域（SCAR）标记法，通过对目的片段的克隆与测序设计烟粉虱特征片段扩增引物，检验该引物的种、虫态及性别特异性，并利用该引物检测捕食性天敌对棉田烟粉虱的捕食作用。研究结果表明，利用SCAR标记法获得了长度为347 bp的烟粉虱特异性片段（GenBank登录号为AY841800），根据此片段的碱基序列设计烟粉虱特异引物1对TB-F/TB-R 94585, 其扩增片段约为240 bp；种特异性检验结果表明，该引物只对烟粉虱具有扩增能力，对温室粉虱及其它相关种类不具有扩增效果；同时该引物对不同虫态、不同性别的烟粉虱具有同样的扩增效应。田间检测结果表明，同种天敌昆虫幼体捕食作用检出率高于成虫；在所检测的4类群9种捕食性天敌中，龟纹瓢虫幼虫、异色瓢虫幼虫、草蛉幼虫及东亚小花蝽成虫和蜘蛛对烟粉虱捕食作用的检出率高于50%。     

纳米载导RNAi技术在害虫防治中的研究和应用

每年重大病虫害的流行和暴发都会对农业产生重大的影响，进而造成严重的经济损失，随着化学试剂的施用其抗药性也逐渐增强，因此探索新的绿色、安全、高效的害虫防治技术具有十分重要的意义。RNAi作为一种研究基因功能的工具，在开发新的害虫防治策略方面显示出巨大的潜力，但RNAi的效率受限于核酸酶的降解作用，为了改善dsRNA的有效递送，研发了纳米载导技术且被广泛应用于害虫防治。同时，基于工程菌高效合成靶向昆虫dsRNA的技术为田间推广提供了可行性及技术支撑。本文主要对RNAi技术及纳米载导RNAi技术在害虫防治中的研究和应用进行了总结和归纳。     

昆虫视觉系统和视觉蛋白现状及展望

昆虫具有发达和敏感的视觉系统,视蛋白是昆虫视觉的基本组成部分,视蛋白的结构很大程度上决定了视觉色素对不同波长光的敏感性。视蛋白基因的复制和分化是产生新的光色素敏感性主要机制,进而造成各种动物视觉系统的敏感性。本文以昆虫视觉系统和视觉蛋白为主题,从光感受器的类型、昆虫的色觉系统、视觉蛋白的分类、共表达现象、视觉蛋白基因的复制与缺失以及视觉蛋白生理作用方面的机制和研究状况等进行了阐述。     

温度胁迫下昆虫表观遗传机制的研究进展

温度是限制物种适应性分布的重要因子,决定着物种的分布和扩散区域.昆虫作为小型变温动物,对温度变化十分敏感,温度胁迫反应是其抵御极端环境的最保守的机制之一.其中表观遗传学为昆虫提供了更快的温度胁迫响应机制,与经典遗传学不同,表观遗传学在不改变DNA序列的前提下响应环境变化对基因表达产生快速而持久的影响.表观遗传调控包括D...     

温度胁迫下烟粉虱MED隐种与亚洲Ⅱ3隐种三个 抗寒基因表达模式的分析

烟粉虱Bemisia tabaci具有强的温度耐受性,但烟粉虱入侵种MED隐种与本地种亚洲Ⅱ3隐种在我国的地理分布上存在巨大的差异。因此本研究以烟粉虱MED隐种和亚洲Ⅱ3隐种为研究对象,采用qRT-PCR技术分别检测两种烟粉虱3个抗寒基因(erythrocyte binding protein,trehalase,dopadecarboxylase)在5个梯度温度胁迫下mRNA水平上的相对表达量,分析其在高低温胁迫过程中表达量的变化,探索抗寒基因在烟粉虱MED隐种成功入侵并广泛分布于各气候区域中所起的作用。研究结果表明这两种烟粉虱隐种体内,3个抗寒基因均显著受低温诱导。但相对于AsiaⅡ3隐种,低温胁迫下烟粉虱MED隐种体内的3种抗寒基因能更快速地做出响应,且基因上调或下调的量也相对较多。     

烟粉虱CRISPR/Cas9系统的建立及其在BtTRP基因温度耐受性功能验证中的应用

烟粉虱之所以能在全世界范围内迅速扩散并成为重要害虫,其关键因素之一就是对温度变化的抵抗力很强。随着环境的变化,动物体中的很多细胞表面受体和离子通道感受器都会做出相应的反应,影响动物的行为。其中,昆虫对外界环境温度的感知就与瞬时感受器阳离子通道（transient receptor potential,TRP）有关。本研究探索了一种简单高效的试验方法,即通过CRISPR/cas9系统来诱导烟粉虱的基因突变,探究烟粉虱BtTRP基因在温度感受方面的功能。文中阐述了向烟粉虱MED隐种红眼期伪蛹注射BtTRP靶基因sgRNA和Cas9 mRNA,高效诱导靶标基因发生突变并进行高温和低温胁迫试验,进而检测其击倒和恢复时间。结果表明,注射后的烟粉虱对外界温度变化敏感度显著下降,从而不能进行温度适应性调节,导致对高低温环境的耐受性均有明显下降。