四种鳞翅目害虫精氨酸激酶基因的表达谱及基于RNAi的功能分析

【目的】精氨酸激酶(arginine kinase, AK)(EC 2.7.3.3)是昆虫体内重要的磷酸原激酶(能量代谢调节因子),也是唯一能够形成有效ATP的磷酰基供体,起着与脊椎动物中肌酸激酶相同的作用。本研究旨在了解鳞翅目害虫AK基因的表达和功能。【方法】利用qRT-PCR方法测定AK基因在大螟Sesamia inferens、二化螟Chilo suppressalis、甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾Spodoptera litura 这4种鳞翅目害虫不同发育阶段和3龄幼虫不同组织中的表达谱;通过终点法检测了这4种害虫不同发育阶段和幼虫不同组织中的AK酶活性;采用RNAi技术抑制该基因的表达并分析其功能。【结果】AK基因在大螟、二化螟、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾这4种鳞翅目昆虫的不同发育阶段和3龄幼虫不同组织中均有表达,说明该基因的表达不具有发育时期和组织特异性。不同发育时期和3龄幼虫不同组织中AK酶活性与基因表达量变化趋势大体一致。注射以AK基因为靶标的dsRNA 6 d后,4种害虫体内AK基因的mRNA表达下降30%~50%,AK酶活性降低30%左右;14 d后幼虫的死亡率达50%左右,显著高于对照组幼虫的死亡率。【结论】AK基因在上述4种鳞翅目害虫中为组成型表达,RNAi抑制AK基因的表达可导致4种害虫的幼虫死亡,研究结果为开发以AK基因为靶标的鳞翅目害虫防治新技术提供了理论依据。     

褐飞虱体内酵母类共生菌的形态观察

试验采用冷冻切片技术结合显微摄像系统观察研究了褐飞虱雌成虫体内酵母类共生菌的形态特性和在寄主虫体内的存在状态.光学显微镜观察证实,褐飞虱雌成虫的头部和胸部均未观察到共生菌,在其腹部脂肪体中却发现大量酵母类共生菌的存在,且有大量的菌胞出现.菌胞已经成为褐飞虱特有的细胞器,其发育可划分为发育初期、共生菌增殖适应期、对数增殖期(高峰期)、释放期和衰竭期5个阶段.按照形态划分,褐飞虱体内的酵母类共生菌有4大类型,即长梭形、杆状、卵形和球状.其中,长梭形和杆状个体最多、占绝大多数,卵形和球状个体很少见.此外,还发现具假膈梭形和不规则共生菌的存在.同时观察到该类共生菌通过多边芽殖进行无性繁殖,且以顶端芽殖(包括两端芽殖)为主.     

种植Bt水稻后的土壤对赤子爱胜蚓生长发育及酶活性的影响

【背景】转基因作物种植的安全问题一直备受关注。关于Bt蛋白对地下非靶标生物影响的研究是转基因作物安全评价的重要内容。【方法】在转Bt基因水稻收割后的稻田里分别种植豌豆、紫云英和油菜作为后茬作物。分别于2013年1、3和6月3次采集不同后茬作物田中的土壤作为材料,于室内饲养赤子爱胜蚓,4周和7周后,测定蚯蚓的生长发育指标、存活率以及体内酶活性的变化情况。此外,还测定了不同深度土壤中Bt蛋白的含量以及用Bt蛋白直接饲喂的赤子爱胜蚓的存活率。【结果】与种植过非转基因水稻MH63的土壤相比,分别种植过含cry2A和cry1C基因水稻后的土壤对赤子爱胜蚓的生长发育、存活率及体内酶活性无显著影响。1月份和3月份转cry2A基因水稻田以及1月份转cry1C基因水稻田采集的表层土样中的Bt蛋白含量显著高于地下10 cm和地下20 cm土壤中的含量,地下2层土样中的Cry2A蛋白含量之间无差异。3月份转cry1C基因水稻田以及6月份转cry2A和转cry1C基因水稻田的土壤中Bt蛋白的含量均不受土壤深度的影响。种植的后茬作物对土壤中的Bt蛋白无显著消解作用。室内模拟土壤最高Bt蛋白浓度的条件下,Cry2A蛋白处理的蚯蚓存活率为96.7%,Cry1C蛋白处理的蚯蚓存活率为95.0%,两者与对照相比无显著差异。【结论与意义】转cry2A和cry1C基因Bt水稻的种植对蚯蚓的生长发育和体内酶活性无显著影响。本研究为转基因水稻的安全评价提供了一定的依据。     

水稻褐飞虱综合治理研究与示范——农业公益性行业专项“水稻褐飞虱综合防控技术研究”进展

针对我国褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)近年来严重为害及其对当家农药品种抗性急剧上升的现状,本项目在华中、华南、华东地区等代表性地区开展褐飞虱灾变规律、抗虫品种培育、抗药性监测及复配农药新剂型开发、生态治理新技术研究、预测预报技术、可持续治理技术集成与示范研究。结果表明:越南、老挝等境外虫源地及我国华南、长江中下游等地田间褐飞虱种群仍以2型为主,3型次之。田间小气候是褐飞虱逃避高温的关键因素,褐飞虱在上午气温升高时大量向温度较低的水稻基部20cm范围内转移以逃避高温,将高温天气造成的不利影响降至最低。不同栽插方式对褐飞虱发生量有明显影响,手栽稻田褐飞虱发生最重,机插稻次之,直播稻最轻。不同水稻品种、N肥施用水平对褐飞虱的发生有明显的影响:超级杂交稻褐飞虱虫口密度明显高于常规杂交稻,高N肥施用量促进褐飞虱的发生,且水稻品种与N肥施用量对褐飞虱发生量的影响有明显交互作用。抗药性监测结果表明:我国褐飞虱对吡虫啉有极高水平抗性(168.1～561.5倍),对噻嗪酮为低到中等水平抗性(4.2～33.1倍),对氟虫腈为敏感性降低到高水平抗性(2.7～67.7倍),对烯啶虫胺与毒死蜱为低水平抗性。筛选出噻虫嗪、吡蚜酮、唏啶虫胺和仲丁威4种高效低毒的防治单剂。研制出3种农药复配新制剂,其中1种新制剂已获得农业部药检所正式登记,且规模化生产,2种新制剂已进入农药登记程序。精细定位水稻抗褐飞虱基因Bph6、Bph7、Bph9、Bph15、BG1222,并找到了它们的近距离共分离分子标记。培育出高产、优质、熟期适宜、含有抗稻飞虱基因Bph14的水稻新品种广两优476。储备了一批聚合多抗稻飞虱基因的水稻亲本材料。研发出在田埂种植芝麻、大豆等天敌诱集植物,增加褐飞虱卵期寄生蜂和捕食性天敌蜘蛛的种群数量的轻简化生态调控技术;研发出对褐飞虱成、若虫取食及雌成虫产卵均有驱避作用的植物提取物混配剂3种;研发出显著提高稻虱缨小蜂对田间褐飞虱卵寄生率的引诱剂1种。建立了褐飞虱环境友好防控技术集成体系,并在湖南、湖北、广东、广西、浙江、江西6省区示范应用,取得了良好的经济、生态、社会效益。     

糖蜜草挥发性成分HS-SPME-GC-MS分析

本文首次采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)提取该植物挥发性成分,然后通过气质联用技术(GC-MS)结合保留指数以及标样对照对化学成分进行了定性,并通过峰面积归一化法计算出各组分的相对百分含量。试验确定了PDMS/DVB固相微萃取对糖蜜草挥发物的萃取效果最好,并从中鉴定出33种化合物占总挥发性成分的90.94%,主要为烷烃和萜烯类化合物。该研究为开发糖蜜草作为水稻螟虫的驱避植物进行害虫安全有效防治提供理论依据,并为驱避性挥发物的田间应用奠定基础。     

白背飞虱对水稻抗虫品种N22的适应性研究

在室内连续用感虫品种TN1和抗虫品种N22单管饲养白背飞虱(Sogatella furcifera)种群,研究它对抗虫水稻品种的适应性及其体内保护酶的变化,结果表明,白背飞虱在感虫品种TN1和抗虫品种N22品种上饲养1至2代,其卵历期、若虫期和全世代历期均无明显差异,从感虫品种TN1转移到抗虫品种N22上饲养1代,白背飞虱的若虫存活率、雌成虫寿命、体重、蜜露量、产卵量和内禀增长率等均低于在抗虫品种上连续饲养2代,而后者又低于在感虫品种上饲养的指标,白背飞虱在抗虫品种上连续饲养2代后,体内保护酶中超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐接近于感虫品种上连续饲养的结果,说明白背飞虱从感虫品种转到抗虫品种在开始时并不适应,经过连续繁殖多代后白背飞虱逐渐适应,最后导致抗虫品种的抗性丧失。     

稻纵卷叶螟的人工饲养技术

稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis的人工饲养技术是科研人员顺利开展相关研究工作的前题.稻纵卷叶螟人工饲养所要解决和重视的关键问题是食料和饲养条件.目前主要以天然食料、人工饲料以及2种食料相结合的方法饲养稻纵卷叶螟.而饲养条件,如温湿度、饲养密度、化蛹介质、产卵介质等会对对稻纵卷叶螟的生长发育产生影响.本文对目前我国稻纵卷叶螟人工饲料及人工饲养技术进行综述,有助于厘清该虫人工饲养技术的发展脉络,促进人工饲养技术的改善和提高,推动我国稻纵卷叶螟的研究.     

不同虫源和致害性的褐飞虱体内共生菌的种群动态

通过对不同地理种群和致害性的褐飞虱体内共生菌,在高温和抗性水稻品种作用下的种群动态研究表明,在正常湿度下褐飞虱体内共生菌的数量随若虫的生长发育而增加,5龄若虫期是共生菌增长的关键期;同一种群的褐飞虱秋季共生菌数量明显高于夏季。广西田间种群的短翅雌虫体内的共生菌数量显高于浙江省的杭州和龙游种群,经高温处理后,3个生物开共生菌数量均显减少,但其子代共生菌的数量在正常温度下马上恢复,与未经高温处理的褐飞虱共生菌数量基本相同,取食抗性品种的生物型1和田间种群的褐飞虱体内的共生菌数量均明显减少,取食抗性品种的第2代的共生菌又均比第1代少。这说明高温对共生菌的影响是暂的,而抗性品种的对共生菌的作用与褐飞虱种群对品种的适应性有关。     

不同品种水稻对稻纵卷叶螟生长发育和产卵量的影响

研究了4个不同类型水稻品种(中早39、中浙优8号、秀水134和甬优12)对稻纵卷叶螟生长发育和产卵量的影响。取食中早39、中浙优8号、秀水134和甬优12四个不同类型的水稻,对稻纵卷叶螟的幼虫发育历期和存活率无显著影响;取食中早39的稻纵卷叶螟的蛹历期最短,仅9.6 d;在秀水134取食后的稻纵卷叶螟蛹最轻(12.45 mg),羽化后的雌成虫产卵量最低,为34.1粒/雌。综合来看,在供试的4个类型的水稻品种中,与杂交籼稻中浙优8号和籼粳杂交稻甬优12相比,粳稻品种秀水134不利于稻纵卷叶螟的种群发展。     

昆虫对植物抗虫性的诱导

植物的抗虫性主要表现为受遗传因素控制的遗传抗性和受环境因素控制的生态抗性两个方面。植物的抗性主要由遗传因素决定,但其抗性表达和抗虫幅度又受到环境因子的影响。环境因子可改变植物的生理状态和理化性质,使植物不合适作为某种昆虫的寄主,从而提高了植物的抗性水平。植食性昆虫对植物抗虫性的诱导是环境影响抗性表达的一个重要方面,它是植物对取食者的一种重要的防御策略,同时也是植物与植食者协同进化的结果,进一步了解和充分发挥诱导抗性的作用,对抗虫有种工作和害虫的综合治理都有指导意义。三植食性昆虫对植物抗虫性的诱导…