期刊信息
  • 月刊(每月20日出版)
    1950年创刊
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院动物研究所
       中国昆虫学会
    国内邮发代号:2-153
    国外发行代号:Q61
    ISSN 0454-6296
    CN 11-1832/Q
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1. 11种常用农药对地熊蜂工蜂的毒性和风险评估
王宏栋, 韩冰, 王玉赛, 韩双, 王汝明, 李冬刚
昆虫学报    2021, 64 (11): 1350-1358.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.11.012
摘要571)      PDF(pc) (1517KB)(67)    PDF(mobile) (1517KB)(12)    收藏

【目的】评估常用农药对地熊蜂Bombus terrestris的生态风险,为设施大棚合理施用农药提供科学依据。【方法】分别采用饲喂法和接触法测定了6种杀虫剂(虫螨腈、高效氯氟氰菊酯、氟吡呋喃酮、螺虫乙酯、异丙威和除虫脲)、3种杀螨剂(丁氟螨酯、唑螨酯和联苯肼酯)及2种杀菌剂(春雷霉素和啶酰菌胺)共11种常用农药对地熊蜂成年工蜂的急性经口和急性接触毒性,并评估其生态风险性。【结果】11种农药经饲喂法测定,对地熊蜂工蜂的急性经口毒性除高效氯氟氰菊酯、异丙威和虫螨腈为高毒,氟吡呋喃酮和唑螨酯为中毒外,其余药物均为低毒。经接触法测定,对地熊工蜂的急性接触毒性除高效氯氟氰菊酯和异丙威为高毒,虫螨腈为中毒外,其余药物均为低毒。生态风险评估表明,对地熊蜂工蜂而言,异丙威和高效氯氟氰菊酯的经口与接触毒性为中风险,氟吡呋喃酮、啶酰菌胺、除虫脲、唑螨酯、联苯肼酯、螺虫乙酯、春雷霉素、丁氟螨酯的经口与接触毒性为低风险;虫螨腈的经口毒性为中风险,接触毒性为低风险。【结论】在设施作物花期使用地熊蜂授粉时,建议禁用异丙威、高效氯氟氰菊酯和虫螨腈这3种存在中风险的农药,慎重使用氟吡呋喃酮和唑螨酯这2种农药,以避免对地熊蜂造成危害,而另外6种低毒农药可根据田间情况合理施用,并可采取通风晾晒、设置间隔期等方式降低农药对地熊蜂的生态风险。

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2. 敲除 ebony基因导致二化螟体表黑色素沉积(英文)
孙浩, 黄镜梅, 刘艳, 葛文超, 王帅, 杨凤霞, 高聪芬, 吴顺凡
昆虫学报    2021, 64 (12): 1367-1376.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.12.002
摘要530)      PDF(pc) (9438KB)(238)    PDF(mobile) (9438KB)(116)    收藏

 【目的】二化螟Chilo suppressalis是中国和其他亚洲地区为害水稻的重要害虫。由于缺乏遗传学操作工具,对二化螟的功能基因组学研究受到严重限制。本研究的目的是借助一个标记基因ebony,在二化螟体内建立CRISPR/Cas9介导的基因编辑体系。【方法】以家蚕Bombyx mori ebony蛋白作为参考序列,通过TBLASTN程序在二化螟基因组数据库获得二化螟ebony基因的cDNA序列;通过PCR技术克隆二化螟ebony全长序列并进行生物信息学分析;运用qRT-PCR技术分析二化螟ebony基因在不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和雌雄成虫)和4龄幼虫不同组织(头、表皮、脂肪体、肠道和马氏管)中的表达模式;借助基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术,把sgRNA/Cas9蛋白复合物显微注射到二化螟新鲜的卵内(产卵后2 h内),靶向敲除二化螟ebony基因。【结果】克隆得到二化螟Csebony基因(GenBank登录号: MZ846208)的全长cDNA序列,开放阅读框长为2 586 bp,共编码861个氨基酸。Csebony蛋白质的分子质量为9.5 kD,理论等电点为5.10,且在N端没有信号肽。结构域分析显示,Csebony有3个保守的结构域。系统发育树显示,Csebony与玉米螟Ostrinia furnacalis的ebony亲缘关系最近。qPT-PCR结果显示Csebony基因在蛹期和头部高表达。敲除Csebony导致二化螟幼虫、蛹以及成虫黑色素沉积。【结论】本研究结果表明,Csebony参与了二化螟表皮颜色模式的调控;CRISPR/Cas9基因组编辑技术可在二化螟中有效应用。借助标记基因在非模式生物中快速建立CRISRP/Cas9基因编辑体系,可为二化螟的功能基因组学研究提供有价值的遗传学工具。

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3. 荻草谷网蚜唾液蛋白基因 Sm13498的克隆及功能分析
付裕, 王倩, 张勇, 陈巨莲
昆虫学报    2021, 64 (9): 1009-1019.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.001
摘要489)      PDF(pc) (8683KB)(236)    PDF(mobile) (8683KB)(87)    收藏

【目的】荻草谷网蚜Sitobion miscanthi为我国小麦Triticum aestivum主产区麦蚜优势种;Sm13498蛋白是在荻草谷网蚜唾液腺中特异表达的唾液蛋白。本研究旨在探析荻草谷网蚜功能未知的Sm13498在调节植物防御反应中的潜在作用。【方法】基于荻草谷网蚜唾液腺转录组测序数据,PCR克隆Sm13498的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;采用RT-qPCR测定Sm13498在取食小麦叶片不同时间的荻草谷网蚜无翅成蚜中的表达动态;通过酵母分泌系统验证Sm13498蛋白信号肽的分泌功能;利用根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导在本氏烟Nicotiana benthamiana中瞬时表达技术鉴定Sm13498蛋白功能及亚细胞定位。【结果】克隆获得了荻草谷网蚜Sm13498 cDNA全长序列(GenBank登录号:MW346655),开放阅读框(ORF)全长783 bp,编码260个氨基酸,预测蛋白分子量28.01 kD,第1-22位氨基酸为N端信号肽。系统进化树显示,Sm13498与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的功能未知蛋白LOC100159087precursor(GenBank登录号: NP_001313548.1)亲缘关系最近(氨基酸序列一致性为71.7%)。RT-qPCR结果表明,Sm13498在荻草谷网蚜无翅成蚜取食小麦叶片12 h时表达水平达到最高。含有Sm13498信号肽片段的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae YTK12可在YPRAA培养基正常生长,并可将无色2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)还原为不可溶的暗红色的氯化三苯基四氮唑(TTF),证实其信号肽具有分泌活性。经根癌农杆菌介导在本氏烟瞬时表达Sm13498蛋白可抑制Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associated X protein, BAX)及病原菌激发子INF1诱导的程序性细胞死亡。亚细胞定位结果表明,Sm13498-GFP融合蛋白定位于本氏烟叶片细胞膜。【结论】结果说明荻草谷网蚜唾液蛋白Sm13498可抑制植物防御反应。本研究为发掘荻草谷网蚜唾液中效应子, 深入解析麦蚜对小麦品种强适应性奠定了基础。

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4. 西双版纳入侵长足捷蚁与土著黄猄蚁的种间竞争
吕晓艳, 刘霞, 张媛
昆虫学报    2021, 64 (10): 1196-1204.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.10.009
摘要482)      PDF(pc) (1508KB)(79)    PDF(mobile) (1508KB)(38)    收藏

【目的】入侵物种能够通过竞争影响本地物种的种群,从而影响入侵地的生物多样性。长足光捷蚁Anoplolepis gracilipes是全球最具破坏力的入侵蚂蚁之一。本研究旨在明确西双版纳地区入侵长足捷蚁与土著优势种蚂蚁黄猄蚁Oecophylla smaragdina之间的竞争关系。【方法】通过野外调查和室内控制试验相结合的方法,观察和对比分析长足捷蚁和黄猄蚁的体型大小,雾凉季和雨季的巢穴外觅食活动规律,觅食能力(搜寻食物的时间、在觅食时间内召集的最大工蚁数),打斗行为(不同打斗组合的攻击强度和死亡率)以及对饥渴的耐受性(无食物和水分供应时平均存活时间和存活率随时间的变化)。【结果】长足捷蚁工蚁体长(3.66±0.06 mm)显著小于黄猄蚁工蚁(8.27±0.16 mm)。在雾凉季时,长足捷蚁具有比黄猄蚁更长的觅食活动时间;而在雨季时,两种蚂蚁均在下午温度较高时段觅食活动的个体数量减少。苹果、蜂蜜和火腿肠3种食物作为诱饵时,长足捷蚁具有更快搜寻食物的能力,4~8 min便能找寻到食物,而黄猄蚁需要8~21 min才能找寻到食物,此外在寻找到食物后,长足捷蚁也有更快召集同伴的能力。在人工控制试验中,1头长足捷蚁和1头黄猄蚁同时存在时主要以不攻击和低强度攻击为主,而当两种蚂蚁中的任意其中一种的个体数量增加到5头时,攻击强度会显著增加,两种蚂蚁均存在种间协作行为。在饥渴状态下,两种蚂蚁工蚁的平均存活时间差异不显著,但长足捷蚁最长存活120 h,黄猄蚁最长存活96 h。【结论】在西双版纳地区,长足捷蚁相较于土著黄猄蚁具有更强的觅食的能力,雾凉季觅食活动时间更长,暗示长足捷蚁可能具有较强的温度适应能力。有必要加强对这一入侵蚂蚁的研究,并密切关注其种群在该地区的发展。

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5. 植食性昆虫唾液效应子和激发子的研究进展
董玉妹, 张美倩, 沈慧, 黄兴革, 杨玉霞, 李继芬, 张文丹, 沈丹宇, 景茂峰, 窦道龙, 夏爱
昆虫学报    2021, 64 (8): 982-997.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.010
摘要478)      PDF(pc) (2201KB)(152)    PDF(mobile) (2201KB)(38)    收藏

植食性昆虫与寄主植物通过协同进化形成了复杂的防御和反防御机制。本文系统综述了昆虫唾液效应子和激发子在植物与昆虫互作中的作用及机理。昆虫取食中释放的唾液激发子被植物识别而激活植物早期免疫反应,昆虫也能从口腔分泌效应子到植物体内抑制免疫;抗性植物则利用抗性(R)蛋白识别昆虫无毒效应子,启动效应子诱导的免疫反应,而昆虫又进化出多种方式来躲避植物R蛋白的识别。总之,在这场军备竞赛中,昆虫的唾液成分决定着昆虫能否取食成功。取食过程中,咀嚼式口器害虫分泌大量酶类到植物体内,而刺吸式害虫则分泌胶状和水样唾液到植物中,它们都利用激发子和效应子去调控植物的免疫防御反应。分析现已报道的昆虫效应子发现其作用机制各有不同,具体表现为影响植物早期防御信号,调控植物激素通路及其他通路,或靶向小分子RNA通路。本文还综述了昆虫激发子的最新进展,揭示激发子可以通过诱导释放植物次生代谢物以及调控激素水平、Ca2+内流和活性氧爆发增强植物抗性。最后对昆虫效应子的分泌特性、寄主特异性和多功能性作了分析,并对无毒效应子及其对应的植物R基因,以及激发子的模式识别受体的研究进行了展望。

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6. 昆虫钠离子通道的研究进展
吴少英, 段文波, 李芬, 杨磊, 王颢, 王力奎
昆虫学报    2021, 64 (7): 862-874.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.010
摘要403)      PDF(pc) (19017KB)(117)    PDF(mobile) (19017KB)(136)    收藏

昆虫只有一个或两个电压门控钠离子通道α亚基基因,但两种转录后修饰(选择性剪切和RNA编辑)实现了昆虫钠离子通道的功能多样性。昆虫β辅助亚基TipE和TEH1-4在钠离子通道表达和调控中也起着重要作用。电压门控钠离子通道在动作电位的产生和传递中至关重要,是多种天然和人工合成神经毒素及杀虫剂的作用靶标,包括广泛使用的拟除虫菊酯类、茚虫威和氰氟虫腙等杀虫剂。其中,拟除虫菊酯类杀虫剂通过调控昆虫钠离子通道的失活和去激活,延长跨膜钠离子流的时间,引起神经兴奋性传导障碍;茚虫威和氰氟虫腙阻断昆虫中枢和外周神经系统神经元的动作电位传导,这些神经毒剂都能干扰昆虫钠离子通道的正常功能。昆虫钠离子通道一般存在两个拟除虫菊酯类杀虫剂结合位点,但不同物种钠离子通道与拟除虫菊酯的结合位点存在一定差异。据此,本文就昆虫钠离子通道及其与杀虫剂的相互作用加以综述,有望推动昆虫神经受体研究,且对鉴定昆虫抗药性相关突变位点和研发高效的杀虫剂均具有重要参考价值。

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7. 褐飞虱体内共生菌多样性研究进展
申屠旭萍, 史嘉腾, 宋阳, 俞晓平
昆虫学报    2021, 64 (8): 998-1008.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.011
摘要388)      PDF(pc) (1608KB)(135)    PDF(mobile) (1608KB)(37)    收藏

褐飞虱体内存在大量的共生菌,这些共生菌不但具有种类多样性,同时在对寄主的功能上也存在多样性。目前利用分子生物学手段以及高通量测序技术鉴定得到的测序丰度大于0.1%的共生真菌和共生细菌种类分属19和53个不同的属。由于技术的局限性和共生菌难以离体培养的特性,仍有相当部分共生菌分类地位尚未明确。共生菌在褐飞虱的生长、发育、繁殖、营养代谢、抗性变异以及免疫功能等生命活动中起着至关重要的作用,种类丰富的共生菌发挥着不同的功能。共生真菌主要参与固醇类物质和必需氨基酸的合成,而共生细菌则主要参与维生素的合成。共生菌在褐飞虱致害性变异、抗药性发展以及对宿主的繁殖等方面也都产生了重要的影响,但是具体的分子机制尚未明确。本文针对褐飞虱体内共生菌多样性研究概况进行综述,并对今后的研究侧重点提出了建议,后续研究可以聚焦于: (1)共生菌种类的鉴定;(2)特定、单一种类共生菌的功能;(3)共生菌在褐飞虱体内各组织间的扩散途径、扩散种类和调控机制;(4)以共生菌为靶标进行褐飞虱的防治等。

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8. 西花蓟马GABA受体基因鉴定及 FoRDL 在多杀霉素抗性中的作用
王京, 何秉青, 华登科, 张坤, 袁江江, 郑晓斌, 徐宝云, 张友军, 吴青君
昆虫学报    2021, 64 (8): 943-955.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.006
摘要360)      PDF(pc) (4607KB)(54)    PDF(mobile) (4607KB)(13)    收藏

【目的】γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)是动物神经系统中一种重要的神经递质。本研究旨在鉴定西花蓟马Frankliniella occidentalis γ-氨基丁酸受体(GABA receptors, GABAR)家族基因,明确离子型受体(GABAAR)在西花蓟马对多杀霉素抗性形成中的作用。【方法】根据西花蓟马基因组和转录组数据,鉴定并克隆GABAR基因,进行生物信息学分析;采用qPCR检测GABAAR亚基基因FoRDL, FoLCCH3和FoGRD在西花蓟马多杀霉素敏感品系不同发育阶段(1-2龄若虫、蛹和成虫)的表达模式及在敏感和抗性品系成虫期的相对表达量差异;对西花蓟马敏感品系3日龄成虫的FoRDL进行RNAi 24 h后,在0.250和0.400 mg/L多杀霉素处理下生物测定计算西花蓟马成虫死亡率。【结果】注释并克隆获得8个GABAR基因:FoRDL, FoLCCH3, FoGRD, FoGRDlike1, FoGRD-like2, FoB1, FoB2和FoB-like(GenBank登录号: MH148151-MH148158),其ORF长度介于1 080~3 720 bp;系统进化分析表明,西花蓟马的GABAR基因与其他昆虫物种相应基因聚类,具有很高的保守性。GABAAR亚基FoRDL, FoLCCH3和FoGRD具有典型的N端胞外区环结构(loop A-F)和4个跨膜区(TM 1-4);FoRDL外显子3存在互斥剪切。FoRDL, FoLCCH3和FoGRD的表达量随多杀霉素敏感品系西花蓟马发育阶段逐渐升高,成虫期达最高;FoRDL在西花蓟马抗性品系成虫期的表达量显著低于敏感品系成虫期的。对西花蓟马敏感品系的FoRDL进行RNAi后,在0.250和0.400 mg/L多杀霉素处理剂量下,西花蓟马成虫死亡率均显著下降,分别比对照下降了55.80%和43.00%。【结论】在西花蓟马体内鉴定到5个离子型和3个代谢型GABAR基因,其中FoRDL可能在西花蓟马对多杀霉素产生抗性中发挥一定作用。

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9. 亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂工蜂嗅觉学习行为的影响及其脑部转录组分析
候梦赏, 邱园妹, 赵必安, 蔚添添, 梁立强, 苏松坤, 李志国
昆虫学报    2021, 64 (7): 817-827.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.006
摘要348)      PDF(pc) (3819KB)(67)    PDF(mobile) (3819KB)(32)    收藏

 【目的】分析吡虫啉处理对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica嗅觉学习行为及脑部基因转录的影响,为新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的负面影响提供依据。【方法】实验室条件下一次性饲喂意大利蜜蜂成年工蜂含有4 ng吡虫啉的50%蔗糖溶液,以饲喂不含吡虫啉的50%蔗糖溶液为对照,通过伸吻反应(proboscis extension response, PER)行为实验测定其对意大利蜜蜂成年工蜂嗅觉学习行为的影响;收集上述测试的意大利蜜蜂工蜂脑部提取RNA,进行RNA-Seq测序和生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR挑选6个差异表达基因(DEGs)检测其在脑部的表达量以验证RNA-Seq测序结果。【结果】一次性饲喂意大利蜜蜂成年工蜂含4 ng吡虫啉的50%蔗糖溶液后,意大利蜜蜂的嗅觉学习能力与对照组(饲喂50%蔗糖溶液)相比显著降低。RNA-Seq测序结果显示饲喂意大利蜜蜂含4 ng吡虫啉蔗糖溶液后,处理组与对照组之间共有123个DEGs[校正后的P值(padj)<0.05)],包括82个下调DEGs和41个上调DEGs。GO聚类分析发现下调DEGs主要富集在S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶活性、酸性磷酸酶活性、氧化还原酶活性、蛋白质异二聚化活性等,上调DEGs主要富集在跨膜受体活性、分子传感器活性、神经学系统过程等功能条目。KEGG富集分析显示下调DEGs主要富集在核糖体和溶酶体等细胞器、碳代谢和色氨酸代谢等代谢通路及Toll和Imd信号通路,上调DEGs未富集在KEGG代谢通路。荧光定量PCR结果显示测试的6个DEGs相对表达量变化趋势与RNA-Seq测序结果FPKM(fragments per kilobase million)值变化趋势一致,证明RNA-Seq测序结果可靠。【结论】亚致死剂量吡虫啉胁迫意大利蜜蜂成年工蜂显著降低意大利蜜蜂的嗅觉学习能力,影响意大利蜜蜂脑部免疫解毒等相关基因的表达和酶活性及氧化还原等生物代谢过程;亚致死剂量吡虫啉短时胁迫会刺激意大利蜜蜂的嗅觉感觉过程及神经信号传导过程。

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10. 利用功能反应模型评价球孢白僵菌对东亚小花蝽捕食二斑叶螨的影响
陈亚丰, 王甦, 邸宁, 金道超
昆虫学报    2021, 64 (8): 967-975.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.008
摘要343)      PDF(pc) (1459KB)(76)    PDF(mobile) (1459KB)(21)    收藏

【目的】天敌昆虫和生防菌剂的应用都是害虫生物防治的有效手段,在生产中通过两者联合进行害虫的生物防治具有极强的应用前景和潜在的防控增效作用,然而生防菌对天敌的安全性评价是必不可少的。本研究旨在评估球孢白僵菌Beauveria bassiana与东亚小花蝽Orius sauteri联合应用进行害虫生物防治的可行性。【方法】测定了东亚小花蝽5龄若虫经2种不同浓度的球孢白僵菌孢悬液(常规浓度: 1×107孢子/mL; 低浓度: 5×103孢子/mL)和孢子粉(1×107孢子/头)处理后成虫羽化率以及经上述处理后的东亚小花蝽5龄若虫对不同密度下的二斑叶螨Tetranychus urticae雌成螨的捕食能力。【结果】东亚小花蝽5龄若虫经白僵菌孢子粉(1×107孢子/头)处理后,成虫羽化率显著降低,其余处理的成虫羽化率与对照无显著差异。3个处理组中东亚小花蝽5龄若虫对二斑叶螨雌成螨的捕食功能反应均符合HollingII型,搜寻效应随猎物密度增加逐渐降低。经低浓度球孢白僵菌孢悬液(5×103孢子/mL)处理的东亚小花蝽5龄若虫的理论日最大捕食量(Na-max)最高,猎物处理时间最短(Th),搜寻效应回归线随猎物密度增加下降趋势最小;而球孢白僵菌孢子粉处理的东亚小花蝽5龄若虫理论日最大捕食量最低,猎物处理时间最长。【结论】低浓度的白僵菌孢悬液对东亚小花蝽5龄若虫对二斑叶螨雌成螨的捕食能力无影响,而孢子粉对该天敌5龄若虫捕食二斑叶螨雌成螨造成不利影响。本研究初步证明低浓度白僵菌孢悬液与东亚小花蝽联合应用防控二斑叶螨具有可行性。

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11. 黑缘烟蟋螽丝腺结构
窦玉洁, 赵会敏, 石福明, 常岩林
昆虫学报    2021, 64 (7): 851-861.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.009
摘要342)      PDF(pc) (1960KB)(59)    PDF(mobile) (1960KB)(5)    收藏

【目的】蟋螽是直翅目中唯一具有吐丝筑巢行为的类群。本研究旨在探讨蟋螽丝腺的结构特点。【方法】应用解剖学观察、免疫荧光、苏木精-伊红染色、PAS苏木精染色、扫描电镜和透射电镜等方法从细胞水平对黑缘烟蟋螽Capnogryllacris nigromarginata丝腺的显微与超微结构进行了观察。【结果】黑缘烟蟋螽丝腺由导管和腺泡构成。腺泡由鞘细胞延伸形成的结缔组织鞘包围。腺泡的主体有4种细胞,分别为Ⅰ型分泌细胞、Ⅱ型分泌细胞、围细胞和腔细胞。Ⅰ型和Ⅱ型分泌细胞为大的腺细胞,形状不规则。分泌细胞细胞核很大,胞质内有大量的内质网和分泌颗粒。Ⅰ型分泌细胞靠近腺泡中心,PAS-苏木精染色表明Ⅰ型分泌细胞内含糖蛋白,Ⅱ型分泌细胞在腺泡外周,位于Ⅰ型分泌细胞与围细胞或结缔组织鞘之间。腔细胞分散在分泌细胞之间,包围形成胞外运输分泌物的通道。围细胞与鞘细胞接触,具有由细胞膜内陷形成的微绒毛腔,胞质内有大量的线粒体。围细胞微绒毛腔与腔细胞包围的细胞外运输通道相连,分泌细胞分泌的颗粒聚集在分泌细胞和胞外运输通道之间的连接处,并将分泌物排出至胞外运输通道。多个腺泡的胞外运输通道汇集到由单层细胞组成的丝腺导管。单层导管细胞靠近管腔外围具有规则排列的质膜内陷和大量伸长的线粒体;靠近管腔的一侧具连续的细胞膜突起,在导管壁的表皮下紧密排列。【结论】黑缘烟蟋螽丝腺分泌细胞分为Ⅰ型分泌细胞和Ⅱ型分泌细胞。分泌物质产生及分泌过程依次经过分泌细胞、腔细胞包围的胞外通道、分支导管、总导管和唾窦。其中在腺泡细胞之间,分泌物向外运输过程中,围细胞微绒毛腔的微丝束可能对分泌物的外排提供推动力。

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12. 切叶蚁亚科蚂蚁的防御性生物碱
白茹, 陈立, 王文凯
昆虫学报    2021, 64 (7): 875-886.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.011
摘要336)      PDF(pc) (1403KB)(62)    PDF(mobile) (1403KB)(7)    收藏

 蚂蚁(蚁科)有显著的群居特性,个体间分工明确,并具有复杂的合作策略,以保护巢穴不受捕食者、病原微生物、蚂蚁竞争者的侵害,以及捕食猎物等。切叶蚁亚科是蚁科的最大类群,共有147个现生属,主要通过喷洒富含生物碱的毒液分泌物进行防御和捕猎。本文综述了该亚科防御性生物碱的组分及属种分布特征,其结构类型包括哌啶、吡啶、吡咯、吲哚里西啶、吡咯里西啶和脂肪胺等,并对其功能及应用进行了概述和展望。哌啶类生物碱是火蚁属Solenopsis毒液的典型特征,而吡咯烷、吡咯啉和吡咯里西啶类生物碱是小家蚁属Monomorium毒液的主要成分。吲哚里西啶类生物碱是脊红蚁属Myrmicaria蚂蚁和火蚁属贼蚁毒液的主要成分。除此之外,脂肪胺也是小家蚁属蚂蚁的毒液成分。这些毒液生物碱成分具有显著的生物活性,在农药和生物医药领域具有重要的应用前景。

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13. 多巴脱羧酶对异色瓢虫生殖力的调控机制
陈旭, 田仁斌, 徐庆宣, 李姝, 王甦, 臧连生, 肖达
昆虫学报    2022, 65 (1): 1-9.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.01.001
摘要330)      PDF(pc) (4841KB)(176)    PDF(mobile) (4841KB)(41)    收藏

【目的】为了探究多巴脱羧酶(DOPA decarboxylase, DDC)对异色瓢虫Harmonia axyridis生殖力的影响及其调控机制。【方法】利用RNA干扰技术(RNA interference, RNAi),将异色瓢虫4龄幼虫的DDC基因(HaDDC)抑制表达, 成虫羽化后第8天开始统计20 d内累计产卵量及产卵后第3天统计子代卵孵化率。同时解剖异色瓢虫雌成虫卵巢,观察比较处理组(dsHaDDC注射组)和对照组(dsGFP注射组)羽化后第8天成虫卵巢组织形态并统计卵巢管数量;观察比较处理组和对照组羽化后第14和20天成虫卵巢管中卵的发育情况。【结果】异色瓢虫雌雄成虫HaDDC基因均通过RNAi被抑制表达后,成虫20 d内累计产卵量为38.67±7.80粒,与对照组(371.33±84.31粒)相比显著降低; 雌成虫或雄成虫HaDDC基因被抑制表达后,20 d内累计产卵量分别为135.50±2838和76.00±14.00粒,均与对照组差异显著。HaDDC基因均被抑制表达的雌雄成虫交配后,其子代卵孵化率为0。异色瓢虫成虫羽化后第8天,处理组中雌虫的卵巢组织形态和卵巢管数量与对照组无显著差异。羽化后第14天的异色瓢虫成虫卵巢形态饱满,双侧卵巢管中有卵母细胞发育,但与对照组相比,处理组卵巢组织中未见成熟的卵粒。【结论】基于上述研究结果,初步判断多巴脱羧酶通过参与异色瓢虫卵母细胞到成熟卵粒的发育过程,进而调控其生殖力。

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14. 美国白蛾热激蛋白70基因的鉴定及功能分析
乔恒, 李慧, 耿薏舒, 赵旭东, 于晓航, 郝德君
昆虫学报    2021, 64 (7): 790-799.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.003
摘要328)      PDF(pc) (4251KB)(88)    PDF(mobile) (4251KB)(19)    收藏

 【目的】探究热激蛋白70(heat shock protein 70, HSP70)基因在美国白蛾Hyphantria cunea抵御高温胁迫过程中的作用,为揭示美国白蛾的扩散机制以及预测潜在分布区提供理论支撑。【方法】利用PCR技术克隆美国白蛾HSP70基因,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测新蜕皮的美国白蛾4龄第2天幼虫在25, 30, 35和40℃处理下HSP70基因的表达特性;构建美国白蛾HSP70的原核表达载体,并在大肠杆菌Escherichia coli BL21感受态细胞中诱导表达该蛋白,利用Ni2+-His柱纯化蛋白,并通过Western blot验证该蛋白;利用体外实验测定原核表达获得的重组蛋白在高温胁迫下的ATP酶活性。【结果】克隆获得美国白蛾2条HSP70基因HcHSP70(GenBank登录号: MT995848)和HcHSC70(GenBank登录号: MT261583),其ORF长度分别为1 917和2 061 bp,分别编码637和687个氨基酸,分子质量分别约为69.66和74.96 kD,等电点分别为5.90和5.96;氨基酸序列结构均含有3个高度保守的区域GIDLGTTYS, IFDLGGGTFDVSIL和VGGSTRIPKVQ,符合热激蛋白70家族的特征;蛋白三维结构均由N端ATPase功能域和C端底物结合功能域所组成。系统进化树显示HcHSP70与鳞翅目HSP70家族其他成员聚为一支,而HcHSC70与鳞翅目HSC70家族的其他成员聚为另一支。qPCR结果表明,新蜕皮的美国白蛾4龄第2天幼虫在热胁迫下HcHSP70的相对表达量显著上调,且在35℃处理2 h下达到峰值,而热胁迫下HcHSC70的表达响应较微弱。成功构建了HcHSP70的原核表达载体并在体外诱导表达。纯化后的重组蛋白HcHSP70具备ATPase活性,且在高温胁迫下酶活性稳定。【结论】本研究克隆获得美国白蛾2条HSP70基因HcHSP70和HcHSC70,明确了两条基因在高温处理下的表达特性;成功对美国白蛾HcHSP70进行原核表达及纯化,并证明重组蛋白HcHSP70在高温下具有稳定的ATPase活性,推测其在美国白蛾应对高温胁迫中发挥着重要作用。

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15. 绿豆象气味结合蛋白基因的克隆及表达分析
王宏民, 张静, 张冲, 庄国动, 郑海霞, 张仙红
昆虫学报    2021, 64 (8): 920-928.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.004
摘要325)      PDF(pc) (1795KB)(117)    PDF(mobile) (1795KB)(12)    收藏

 【目的】对绿豆象Callosobruchus chinensis气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)基因进行克隆、鉴定和组织表达分析,为研究OBPs在绿豆象嗅觉感受过程中的功能奠定基础。【方法】基于绿豆象触角转录组数据,通过RT-PCR克隆绿豆象6个OBP基因并进行生物信息学分析;通过qRT-PCR分析OBP基因在绿豆象雌雄成虫头(不含触角)、触角、腹、足和翅各组织中的表达情况。【结果】获得了6个绿豆象OBP基因的开放阅读框,命名为CchiOBP1-CchiOBP6(GenBank登录号: MN832700-MN832703, MN901841-MN901842);CchiOBP5为一段C端不完整的Minus-C OBP,其余均属于完整的Classical OBPs,预测6个CchiOBPs均含有信号肽。系统发育分析表明CchiOBP1, CchiOBP2和CchiOBP5与叶甲科(Chrysomelidae)昆虫OBPs的亲缘关系较近,CchiOBP3, CchiOBP4和CchiOBP6与天牛科(Cerambycidae)昆虫OBPs的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明,6个CchiOBPs基因在绿豆象成虫的触角、头(不含触角)、腹、翅和足部均有不同的表达量,CchiOBP1-4和CchiOBP6在雌雄成虫触角中均呈现高表达,且极显著高于在其他组织中的。CchiOBP5在雌成虫触角和头部(不含触角)中呈现高表达,但在雄成虫中表现为在足部的表达量显著高于在其他组织中的,在触角中的表达量最低。【结论】确定了绿豆象6个CchiOBPs基因的核苷酸和氨基酸序列组成,其中有5个CchiOBPs基因在绿豆象雌雄成虫触角中高表达,推测其在绿豆象嗅觉识别寄主植物过程中发挥重要作用。

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16. 基于四臂嗅觉仪内轨迹跟踪的 昆虫嗅觉行为分析体系
孙琳琳, 张璇, 石佳敏, 常学飞, 叶恭银, 汪芳
昆虫学报    2021, 64 (7): 828-839.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.007
摘要324)      PDF(pc) (3476KB)(112)    PDF(mobile) (3476KB)(10)    收藏

【目的】结合四臂嗅觉仪与轨迹跟踪分析系统,通过分析不同试验条件下黑腹果蝇Drosophila melanogaster的嗅觉行为,建立适合于果蝇等小型昆虫的嗅觉行为实验技术体系。【方法】采用Ethovision XT软件追踪黑腹果蝇在四臂嗅觉仪内的活动轨迹,分析各区域内的累计停留时长、运动速度;同时,考察气流速度和味源设置对苹果醋引诱及蓝桉Eucalyptus globulus叶油驱避黑腹果蝇效果的影响。【结果】适合于黑腹果蝇嗅觉行为分析的气流速度为300~1 200 mL/min;300 mL/min时黑腹果蝇个体间运动速度最为均一,因此推荐最适气流速度大小为300 mL/min。味源设置不会改变黑腹果蝇对味源物的嗅觉行为反应,但对味源物的引诱指数有一定的影响,单一臂放置味源物试验效果更佳。单头测试的实验效果优于多头试验。【结论】本研究建立的基于轨迹跟踪的嗅觉行为分析体系可用于昆虫信息化合物有效成分的筛选鉴定。在合适的气流条件下,单一臂设置味源化合物逐头进行测试试验效果更佳;多头试验可用于化合物的初步筛选。

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17. 褐飞虱中肠两种氨肽酶N的鉴定及蛋白特性分析
林莉, 余小强, 关雄, 邵恩斯
昆虫学报    2021, 64 (7): 771-780.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.001
摘要323)      PDF(pc) (2331KB)(65)    PDF(mobile) (2331KB)(28)    收藏

【目的】氨肽酶N(aminopeptidase N, APN)是昆虫消化系统中重要的蛋白酶。本研究旨在对在褐飞虱Nilaparvata lugens中肠中两个具有较高转录水平的apn基因(nlapn1和nlapn4)在中肠上皮细胞上的表达及其蛋白功能特性进行鉴定与分析。【方法】利用最大似然法进行褐飞虱NLAPN1和NLAPN4的系统进化分析;利用Western blot分析NLAPN1及NLAPN4在中肠刷状缘膜囊泡(brush border membrane vesicles, BBMVs)中的定位;利用LC-ESI-MS/MS技术对Western blot定位的NLAPN1及NLAPN4进行鉴定。在果蝇Drosophila S2细胞内分别表达两个NLAPN蛋白,并利用Western blot及免疫荧光定位技术对NLAPN1与NLAPN4进行S2细胞内的定位;分别以L-亮氨酸对硝基苯胺(leucine-p-NA)、L-丙氨酸4-硝基苯胺盐酸盐(Ala-p-NA)、L-甲硫氨酸对硝基苯胺盐酸盐(Met-p-NA)和L-赖氨酸对硝基苯胺二氢溴酸盐(Lys-p-NA)为底物测定NLAPN1和NLAPN4的酶活性。【结果】系统进化树分析结果显示,褐飞虱NLAPN1及NLAPN4与其他半翅目昆虫肠道中高表达的APN分在了同一分支中。Western blot及LC-ESI-MS/MS质谱分析结果证明NLAPN1与NLAPN4均存在于褐飞虱中肠刷状缘膜囊泡中,分子量约为160 kD。Western blot及免疫荧光定位结果显示,两个NLAPN蛋白均位于S2细胞膜上,而C端缺失糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol, GPI)锚定位点的NLAPN4lackG蛋白分布在细胞质中。酶活性测定结果显示,以L-丙氨酸4-硝基苯胺盐酸盐及L-赖氨酸对硝基苯胺二氢溴酸盐为底物时NLAPN1和NLAPN4都具有一定的酶活性,而以L-亮氨酸对硝基苯胺为底物时NLAPN1有极高的酶活性(>60 U/mg)。【结论】NLAPN1与NLAPN4是褐飞虱中肠上皮细胞膜上高表达的两个膜结合APN蛋白,且都通过C端的GPI锚定附着在细胞膜上。NLAPN1与NLAPN4与鳞翅目、鞘翅目、双翅目等昆虫中肠膜结合APN有着近似的蛋白结构与酶学特性。膜结合APN在褐飞虱中肠中的生理生化功能及其与外源病原物的互作机制还有待进一步深入研究。

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18. 电穿孔法可用于家蚕基因功能分析(英文)
周文林, 藤原晴彦, 上村望, 叶爱红, 武雪会, 陈学东, 张婷婷, 曹锦如
昆虫学报    2021, 64 (7): 809-816.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.005
摘要319)      PDF(pc) (7103KB)(55)    PDF(mobile) (7103KB)(9)    收藏

 【目的】明确基于电穿孔的基因功能分析方法在家蚕Bombyx mori活体内的应用实效。【方法】针对调控家蚕幼虫体表斑纹黑色素合成的靶基因Wnt1 (Wingless),人工合成特异性siRNA,向4龄第3天家蚕幼虫注射Wnt1 siRNA并进行电穿孔作为处理组(ERFA-RNAi),以注射Wnt1 siRNA但未进行电穿孔的幼虫作为阴性对照组(negative control, NC),解剖5龄幼虫斑纹区的表皮,用实时定量RT-PCR测定表皮中Wnt1的相对表达量,验证电穿孔介导的RNAi效果。带有增强型绿色荧光蛋白报告基因EGFP和红色荧光蛋白报告基因DsRed2表达元件的转座子载体pPIG-A3GR,通过电穿孔导入家蚕2龄幼虫;正常饲养72 h后,用荧光体视显微镜观察幼虫中EGFPDsRed2的表达,验证当世代家蚕的嵌合体转基因。【结果】家蚕4龄第3天幼虫中导入Wnt1的特异性siRNA后,5龄幼虫体表特定部位斑纹的形成明显受到抑制,实时定量RTPCR分析表明5龄幼虫表皮中Wnt1的表达水平显著降低。嵌合体转基因家蚕的阳性率达56.60%,并且两个荧光报告基因EGFPDsRed2在幼虫、蛹及成虫期持续表达。【结论】电穿孔技术可快捷、高效地向家蚕活体内导入外源RNA或DNA,是家蚕乃至其他昆虫基因功能解析的有效方法。

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19. 中华按蚊含LY结构域的胰蛋白酶基因的分子特征及表达模式分析
张肖肖, 雷丹, 李香盈, 陈斌
昆虫学报    2021, 64 (9): 1050-1060.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.005
摘要319)      PDF(pc) (5444KB)(60)    PDF(mobile) (5444KB)(15)    收藏

【目的】在全基因组鉴定中华按蚊Anopheles sinensis 含LY结构域的胰蛋白酶(LY-trypsin)基因,探究其分子特征、表达模式以及系统发育关系。【方法】以NCBI数据库中冈比亚按蚊An. gambiae、埃及伊蚊Aedes aegypti、黑腹果蝇Drosophila melanogaster和致倦库蚊Culex quinquefasciatus胰蛋白酶家族基因的氨基酸序列为询问序列,通过本地Blast搜索鉴定中华按蚊基因组中胰蛋白酶基因,将中华按蚊LY-trypsin基因依据其结构域特征及系统发生关系进行命名LY-trypsin。运用生物信息学方法预测中华按蚊LY-trypsin基因的结构、在scaffold的定位、结构域、系统发育关系,及其在中华按蚊不同发育时期、成蚊不同组织和吸血前后雌成蚊中的表达模式。【结果】在中华按蚊全基因组上共鉴定得到27个中华按蚊LY-trypsin基因;在黑腹果蝇、冈比亚按蚊、致倦库蚊和埃及伊蚊基因组中未鉴定到LY-trypsin基因。中华按蚊27个LY-trypsin基因分别编码329~1 125个氨基酸,分子量在36.8~125.5 kD之间,等电点在4.73~8.94间。其中, 20个LY-trypsin具有信号肽,信号肽长度在10~62个氨基酸之间。这27个中华按蚊LY-trypsin基因的外显子数为1~5个,内含子长62~20 093 bp。这27个中华按蚊LY-trypsin基因被定位在11个scaffold上,其编码蛋白均有YWTD保守基序(LY基序);其中16个LY-trypsin基因所编码的氨基酸序列具有含丝氨酸、组氨酸和天冬氨酸催化三联体的活性位点。系统发育结果表明,27个中华按蚊LY-trypsin基因聚类为4个分支。在不同发育阶段,半数以上的中华按蚊LY-trypsin基因显示出相似的表达模式,在幼虫阶段均高水平表达;在中华按蚊不同成蚊组织中,LY-trypsin基因均有不同程度的表达;吸血前后雌蚊中仅有个别基因表达,并未发现表达特异性。【结论】本研究在中华按蚊基因组中首次鉴定出LYtrypsin基因,并揭示了这些LY-trypsin基因的分子特征和表达模式,为LY-trypsin基因的进一步研究提供了信息框架。

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20. 华北大黑鳃金龟对桃树挥发物的电生理反应
张诺, 陈立, 谢广林
昆虫学报    2021, 64 (9): 1112-1119.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.011
摘要308)      PDF(pc) (1396KB)(80)    PDF(mobile) (1396KB)(22)    收藏

【目的】华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita是一种分布范围广,寄主种类多的农业害虫。本研究鉴定了桃树顶空挥发物中对华北大黑鳃金龟雌虫具有触角电生理活性的化合物,并探索桃树挥发物活性成分的剂量对华北大黑鳃金龟雌、雄虫触角电生理反应的影响。【方法】采用顶空吸附法收集桃树枝叶挥发物,用气相色谱触角电位联用技术(GC-EAD)和气相色谱质谱联用技术(GC-MS)鉴定有电生理活性的桃树挥发物成分,最后用触角电位(electroantennograph, EAG)技术测试这些挥发物在0.01,0.1, 1, 10和100 μg剂量下引起的华北大黑鳃金龟雌、雄成虫EAG反应。【结果】桃树挥发物中能引起华北大黑鳃金龟雌成虫触角电生理反应的成分有7种,包括Z-β-罗勒烯、顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇、壬醛、水杨酸甲酯以及2种未知化合物。所测试的对华北大黑鳃金龟雌成虫触角具有电生理活性的5种桃树挥发物成分在各剂量下都能引起雌、雄成虫明显的EAG反应。雌、雄虫对同种物质的EAG反应随着剂量的增加而有增大的趋势,并且雌虫的EAG反应显著高于雄虫。【结论】桃树挥发物中,罗勒烯、顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇、壬醛、水杨酸甲酯均能引起华北大黑鳃金龟雌、雄成虫的剂量依赖性的触角电生理反应,而且存在显著的性别差异。可利用这些化合物开展行为反应和田间诱集试验,进一步验证其对华北大黑鳃金龟的引诱活性。

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21. 日本刀角瓢虫对不同叶毛密度茄子品种的产卵选择性
梅文娟, 姚凤銮, 林硕, 丁雪玲, 郑宇, 卢学松, 何玉仙, 翁启勇
昆虫学报    2021, 64 (9): 1092-1103.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.009
摘要303)      PDF(pc) (8912KB)(137)    PDF(mobile) (8912KB)(35)    收藏

 【目的】产卵是昆虫发育过程中繁衍后代、维持种群数量的重要环节。在前期研究发现日本刀角瓢虫Serangium japonicum喜欢在茄子Solanum melongena叶片上产卵的前提下,本研究旨在深入探究日本刀角瓢虫对不同叶毛密度茄子品种的产卵选择性,以期进一步明确植物叶毛介导的日本刀角瓢虫产卵选择机制。【方法】观察日本刀角瓢虫雌成虫在4个茄子品种(黑到底、黑妞、日友长直壮、络星)叶碟和植株上的产卵选择性,测定不同茄子品种上日本刀角瓢虫后代的生长发育及成虫的繁殖力、捕食能力和对叶片的附着力,观察4个茄子品种叶片背面超微结构,测定日本刀角瓢虫雌成虫对茄子叶片的气味选择,测量茄子叶片上烟粉虱Bemisia tabaci卵粒的长度和宽度,测定日本刀角瓢虫卵被其雌成虫的同类捕食风险。【结果】日本刀角瓢虫偏好在黑到底上产卵,后代个体在黑到底品种上总发育历期(15.41±0.21 d)最短,亲代单雌产卵量(877.44±15.27粒/头)最高。但是,日本刀角瓢虫的产卵量占比与子代生长表现(发育历期、存活率和成虫体重)和成虫生存表现(繁殖力和捕食能力)均无显著相关性,而与叶片背面叶毛密度和长度存在显著正相关性;日本刀角瓢虫在茄子叶碟上的产卵量占比与日本刀角瓢虫雌成虫附着力存在显著正相关性。日本刀角瓢虫雌成虫附着力与叶毛密度显著正相关,而与亲代生长表现无显著相关关系。茄子叶片气味、猎物质量以及被同类捕食风险均不显著影响日本刀角瓢虫的产卵选择。【结论】茄子叶片背面叶毛密度及叶毛介导的日本刀角瓢虫附着力在日本刀角瓢虫对茄子叶片的产卵选择性中起重要作用。

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22. 东方蜜蜂微孢子虫一新型孢壁蛋白的基因克隆、 表达及亚细胞定位
熊亮, 敖塘堰, 张真, 马振刚, 周泽扬
昆虫学报    2021, 64 (9): 1070-1079.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.007
摘要303)      PDF(pc) (5136KB)(112)    PDF(mobile) (5136KB)(18)    收藏

【目的】微孢子虫(Microsporidia)孢壁在孢子构成及孢子侵染宿主过程中扮演重要的角色。本研究旨在鉴定获得的东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae新型孢壁蛋白,并进行基因克隆和原核表达,明确其亚细胞定位。【方法】通过在线软件对东方蜜蜂微孢子虫新型孢壁蛋白AAJ76_1400036761序列进行生物信息学分析。利用PCR法获取目的片段并将其克隆至原核表达载体pCold II中,利用IPTG诱导表达重组蛋白并通过镍柱亲和层析法纯化目的蛋白。以获得的重组蛋白为抗原免疫小鼠制备多克隆抗体,通过间接免疫荧光技术和免疫胶体金定位技术对该蛋白进行亚细胞定位分析;利用蛋白质免疫印迹法检测该蛋白与东方蜜蜂微孢子虫几丁质壳的互作。【结果】在MicrosporidiaDB数据库中获得AAJ76_1400036761基因序列,基因全长681 bp,编码226个氨基酸;预测等电点为6.84,分子量为26.19 kD。SDS-PAGE电泳和Western blot结果表明AAJ76_1400036761重组蛋白能够在大肠杆菌Eescherichia coli Rosetta中高量表达。Western blot结果表明,制备的多克隆抗体能够特异地识别东方蜜蜂微孢子虫总蛋白中的AAJ76_1400036761,说明其在成熟东方蜜蜂微孢子虫中有表达。亚细胞定位结果显示,AAJ76_1400036761定位于东方蜜蜂微孢子虫孢壁上。重组蛋白AAJ76_1400036761能够与蜜蜂微孢子虫的几丁质壳结合。【结论】AAJ76_1400036761蛋白在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中有表达;该蛋白定位于东方蜜蜂微孢子虫孢壁上,为东方蜜蜂微孢子虫新的孢壁蛋白。本研究为深入研究该蛋白的生物学功能奠定了基础。

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23. 茶小绿叶蝉成虫唾液细菌蛋白的鉴定
潘铖, 钮羽群, 夏露霞, 伍春芳, 景凯婷, 程墙义, 王梦馨, 韩宝瑜
昆虫学报    2021, 64 (8): 929-942.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.005
摘要301)      PDF(pc) (2032KB)(61)    PDF(mobile) (2032KB)(16)    收藏

【目的】通过鉴定茶小绿叶蝉Empoasca flavescens成虫水状唾液蛋白中的细菌蛋白,解析叶蝉唾液的细菌种类。【方法】利用自制的收集装置和Parafilm膜夹营养液法对叶蝉成虫唾液进行收集,经超滤浓缩和电泳分离后,使用膜辅助样品制备技术法(filter-aided sample preparation, FASP)酶解,借助液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)检测蛋白,利用Mascot 2.2软件比对UniProt的细菌蛋白数据库进行查库分析从而鉴定唾液中的细菌蛋白。【结果】共鉴定到27个目49种细菌的142种蛋白。以变形菌门(Proteobacteria)细菌蛋白为主,共107个蛋白,其中又以α-变形菌纲(α-Proteobacteria)和γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)细菌蛋白占比最多。其次为厚壁菌门(Firmicutes)细菌蛋白,共28个蛋白,分别属于杆菌纲(Bacilli)和梭菌纲(Clostrida),这些蛋白参与氨基酸、维生素和能量代谢等。【结论】鉴定的细菌蛋白可能是叶蝉生活史的重要参与者。本研究为进一步研究共生菌、茶小绿叶蝉和茶树之间的关系提供基础信息。

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24. 敲减神经肽F基因( npf)对亚洲玉米螟取食、生长发育和繁殖的影响
石坚, 王原, 梁佳, 杜娟, 赵章武
昆虫学报    2021, 64 (9): 1080-1091.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.008
摘要299)      PDF(pc) (1726KB)(72)    PDF(mobile) (1726KB)(9)    收藏

【目的】神经肽F(neuropeptide F, NPF)是无脊椎动物特有的一类神经肽,因其C末端是苯丙氨酸(F)而命名,参与昆虫的取食、生物节律、学习记忆等多种生理功能的调控。本研究旨在明确NPF对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis生长发育的影响,为害虫防治提供重要依据。【方法】采用一种基于工程菌高效合成靶向昆虫基因的dsRNA的方法经济有效地敲降npf,用低浓度(0.01%)和高浓度(0.02%)dsNPF和dsGFP(对照)分别饲喂亚洲玉米螟1龄初、3龄初和5龄初幼虫直至化蛹,检测5龄幼虫平均取食量、体重、体长、存活率和化蛹率,蛹羽化率和成虫产卵量,以及幼虫各龄期、蛹发育历期和成虫寿命。【结果】从亚洲玉米螟1, 3和5龄初幼虫开始饲喂0.01%和0.02% dsNPF时,与饲喂相应浓度dsGFP的对照相比,除个别点外,5龄幼虫的取食量、体重、体长、存活率和化蛹率,蛹羽化率和成虫单雌产卵量均显著降低,幼虫各龄期、蛹发育历期均显著延长,成虫寿命显著缩短。且dsNPF处理幼虫的龄期越早对发育的影响越大。其中0.01% dsNPF处理的1龄幼虫和0.02% dsNPF处理的3龄幼虫有90%的个体在蛹期死亡,而0.02%dsNPF处理的1龄幼虫有90%的个体在幼虫期死亡。【结论】结果提示NPF对亚洲玉米螟的发育和取食具有调控作用,这为探索新型绿色的害虫防治提供了依据。

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25. RNAi沉默王浆主蛋白1(Mrjp1)基因对意大利蜜蜂工蜂学习和记忆的影响
蔚添添, 邱园妹, 候梦赏, 王天宝, 苏松坤, 李志国
昆虫学报    2021, 64 (10): 1145-1152.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.10.003
摘要299)      PDF(pc) (1284KB)(90)    PDF(mobile) (1284KB)(71)    收藏

【目的】前期研究发现经吡虫啉处理的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称“意蜂”)工蜂学习能力下降,转录组学分析表明王浆主蛋白1(major royal jelly protein 1, MRJP1)基因在吡虫啉处理的蜜蜂脑中显著下调,MRJP1可能参与调控蜜蜂学习能力。本研究旨在采用RNA干扰(RNAinference, RNAi)技术将Mrjp1特异性沉默,验证MRJP1在意蜂工蜂嗅觉学习中的关键作用。【方法】通过克隆技术获得Mrjp1基因cDNA 序列,经测序验证后,设计引物,合成用于RNAi干扰Mrjp1基因表达的dsRNA。注射dsMrjp1的意蜂工蜂作为处理组(dsMrjp1注射组),注射dsEGFP的意蜂工蜂作为对照组(dsEGFP注射组),随后通过伸吻反应(proboscis extension response, PER)实验比较两组的嗅觉学习与记忆能力差异。最后采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测注射dsMrjp1后意大利蜜蜂工蜂脑中Mrjp1的相对表达量。【结果】dsMrjp1注射组与dsEGFP注射组意蜂工蜂学习能力差异显著,dsMrjp1注射组意蜂工蜂的学习能力显著降低。学习后2 h,两组意蜂工蜂的记忆力无显著差异。qRT-PCR结果显示Mrjp1的表达水平在dsMrjp1注射组意蜂工蜂脑中显著低于dsEGFP注射组,表明学习能力降低的处理组意蜂脑内对应的Mrjp1表达水平也降低。【结论】通过RNAi抑制意蜂工蜂Mrjp1基因的表达后,其嗅觉学习能力受到显著性抑制,但记忆力未受到显著影响,提示Mrjp1可能是调控意蜂学习的重要基因之一。本研究结果有助于后续进一步研究蜜蜂嗅觉学习相关的分子机制。

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26. DNA甲基化通过调控细胞自噬影响家蚕翅的发育
龚程程, 吕浩, 郑思春, 徐关峰
昆虫学报    2022, 65 (2): 119-129.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.02.001
摘要294)      PDF(pc) (12458KB)(159)    PDF(mobile) (12458KB)(180)    收藏
【目的】本研究旨在探索DNA甲基化是否通过调控细胞自噬进而影响家蚕 Bombyx mori翅的发育。【方法】分别用1和2 μg DNA甲基化特异性抑制剂5-aza-dC处理家蚕卵巢Bm12细胞和家蚕预蛹,荧光显微镜下观察Bm12细胞的数量,利用dot blot检测Bm12细胞中DNA甲基化水平,利用溶酶体染色检测细胞自噬强度;利用RT-qPCR检测细胞自噬相关蛋白(Agt)基因的表达水平;利用Western blot和免疫组化定性检测Bm12细胞中自噬标记物LC3蛋白的分型情况;观察成虫的翅表型并计算残翅率和翅面积。用2 μg细胞自噬激活剂SMER28处理家蚕预蛹,以及采用自噬抑制剂Spautin-1(2 μg)挽救5-aza-dC (2 μg)处理后的家蚕预蛹,利用溶酶体染色检测翅细胞内自噬强度,观察翅表型并计算残翅率和翅面积。【结果】1 μg 5-aza-dC处理后12, 24和48 h抑制了Bm12细胞的生长,使Bm12细胞甲基化水平降低,Bm12细胞自噬水平升高;处理后48 h Bm12细胞中Atg基因表达上调。家蚕预蛹期注射2 μg 5-aza-dC后24, 48和72 h,成虫翅细胞内自噬水平升高, Atg基因的表达上调,出现大量畸形翅并且残翅率升高72.62%和翅表面积减少66%。家蚕预蛹期注射2 μg SMER28 24, 48和72 h后,成虫翅细胞内自噬水平升高,成虫出现大量畸形翅,残翅率升高75.13%和翅表面积减少48.79%。利用Spautin-1对5-aza-dC处理的预蛹进行挽救实验,结果显示细胞自噬抑制可以缓解DNA去甲基化对成虫翅发育的影响。【结论】本研究结果证明DNA甲基化通过调节细胞自噬在家蚕翅发育中发挥作用。本研究结果为DNA甲基化调控昆虫发育提供了实验依据。
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27. 黑水虻抗菌肽HI-3对人结肠癌HCT-8细胞 谷氨酰胺和谷氨酸代谢通路的影响
高嘉敏, 许晓燕, 胡紫媛, 陈映丹, 孙虹霞, 杨愈丰, 夏嫱
昆虫学报    2021, 64 (9): 1041-1049.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.004
摘要291)      PDF(pc) (1437KB)(58)    PDF(mobile) (1437KB)(27)    收藏

 【目的】研究黑水虻Hermetia illucens抗菌肽HI-3对人结肠癌HCT-8细胞氨基酸代谢的影响,以丰富对其抑癌机理的认识。【方法】采用CCK-8法测定不同浓度(80, 160和320 μg/mL)抗菌肽HI-3对HCT-8细胞的抑制率;利用GC-MS进行HCT-8细胞代谢物测定,通过基于R软件的通路分析找出氨基酸含量差异最显著的氨基酸代谢通路并筛选出该通路靶标酶。320 μg/mL HI-3处理HCT-8细胞后,利用酶活性检测试剂盒测定靶标酶谷氨酰胺酶(GLS)活性;利用RT-qPCR和Western blot技术分别对HCT-8细胞的GLS基因进行mRNA及蛋白表达水平的测定;利用生化试剂盒和ELISA试剂盒检测HCT-8细胞内谷氨酰胺和谷氨酸代谢通路涉及的重要代谢物谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)、谷胱甘肽(GSH)、α-酮戊二酸(α-KG)和ATP含量的变化。【结果】浓度为80, 160和20 μg/mLHI-3对HCT-8细胞的抑制率分别为33.85%±3.50%, 46.26%±0.90%和55.53%±1.70%,且抑制率随HI3浓度升高而增大。320 μg/mL HI-3处理对谷氨酰胺和谷氨酸代谢通路的影响最大,其中氨基酸代谢物含量与阴性对照组(0 μg/mL HI-3)相比差异最为显著;这一通路中的靶标酶GLS活性及其GLS的mRNA和蛋白表达水平均极显著低于阴性对照组;另外与此通路相关的重要代谢物Gln, Glu, GSH, α-KG和ATP含量与阴性对照组相比亦显著减少。【结论】浓度为320 μg/mL黑水虻抗菌肽HI-3对HCT-8细胞谷氨酰胺和谷氨酸代谢通路影响最为显著,并能通过阻碍该通路来显著抑制HCT-8细胞的增殖。

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28. 敲低 piwi基因对黑腹果蝇血细胞增殖及分化的影响
刘晓楠, 赵素娟, 王博, 王宏鑫, 郝阳光
昆虫学报    2021, 64 (12): 1359-1366.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.12.001
摘要290)      PDF(pc) (17680KB)(145)    PDF(mobile) (17680KB)(27)    收藏

【目的】探究敲低piwi基因对黑腹果蝇Drosophila melanogaster血细胞增殖及分化的影响。【方法】利用黑腹果蝇e33C-Gal4Hml-Gal4-UAS-2×EGFP品系分别与野生型w1118UAS-piwi RNAi品系杂交,实现在黑腹果蝇游离血细胞或淋巴腺中降低piwi基因的表达;采用免疫荧光染色方法检测Piwi蛋白在血细胞中的定位及其对黑腹果蝇血细胞增殖与分化的影响。【结果】Piwi蛋白在黑腹果蝇游离血细胞及整个淋巴腺中都表达,且主要定位在细胞质;敲低piwi基因导致游离血细胞数量明显增加,处于有丝分裂M期的细胞数量增加,但未影响游离血细胞中浆细胞及薄层细胞的分化;敲低piwi基因对淋巴腺血细胞增殖无影响,但导致浆细胞过度分化及薄层细胞的产生。【结论】piwi基因在果蝇游离血细胞中的缺失可引起血细胞过度增殖,而在淋巴腺中敲低可引起血细胞的异常分化。

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29. 贺兰山冲积扇荒漠草地拟步甲生态位及种间关联
杨贵军, 王源, 王敏, 贾龙
昆虫学报    2021, 64 (7): 840-850.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.008
摘要285)      PDF(pc) (1713KB)(57)    PDF(mobile) (1713KB)(13)    收藏

【目的】拟步甲对维持荒漠半荒漠生境的生物多样性和生态系统功能具有重要作用。本研究旨在揭示拟步甲物种的生态位及种间关联,为冲积扇荒漠草地生境拟步甲群落构建机制研究奠定基础。【方法】2019年5-10月采用陷阱法调查贺兰山冲积扇荒漠草地划分为100个相同大小正方形单元的200 m×200 m样地的拟步甲昆虫群落组成,运用2×2联列表分析、生态位宽度、生态位重叠、方差比率法、 χ2检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数、Dice指数和Spearman秩相关系数等方法分析物种间的生态位和种间联结性。【结果】6次调查共捕获拟步甲科成虫7属10种1 086头,其中克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi、弯胫东鳖甲Anatolica pandaroides和平坦东鳖甲Anatolica planata是优势种。平坦东鳖甲空间生态位宽度最大,小圆鳖甲Scytosoma pygmaeum时间生态位宽度最大,克小鳖甲时空生态位宽度最大,类沙土甲Opatrum subaratum时间、空间、时空生态位宽度最小,处于竞争劣势。对拟步甲生态位宽度值聚类表明,克小鳖甲、弯胫东鳖甲、小圆鳖甲和裂缘圆鳖甲S. dissilimarginis是广生态位种。种对的时间生态位重叠比空间生态位重叠更显著。方差比率和W检验表明拟步甲昆虫总体呈显著正关联; χ2检验、联结系数(AC)和Spearman 秩相关系数的结果显示正负关联种对的比率大于1,总体趋于正相关。共同出现百分率(PC)、Ochiai指数和Dice指数表明,优势种克小鳖甲、弯胫东鳖甲和平坦东鳖甲种间呈显著正关联。根据Spearman秩相关系数结果,这10种拟步甲可划分为3个生态种组。【结论】优势种类具有较宽的生态位,物种时间生态位和空间生态位宽度变化不一致,正联结性显著的种对生态位重叠相应也较高。生态种组聚类反映了种对生态适应性的差异。研究结果为研究冲积扇荒漠草地生境小尺度空间拟步甲昆虫群落演替提供了参考依据。

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30. 沙葱萤叶甲成虫不同夏滞育阶段的转录组分析(英文)
李艳艳, 陈龙, 李玲, 谭瑶, 庞保平
昆虫学报    2021, 64 (9): 1020-1030.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.002
摘要284)      PDF(pc) (2355KB)(68)    PDF(mobile) (2355KB)(19)    收藏

【目的】本研究旨在揭示内蒙古草原新害虫沙葱萤叶甲Galeruca daurica专性夏滞育相关的重要基因以及代谢通路。【方法】应用RNA-Seq技术,对沙葱萤叶甲成虫不同夏滞育阶段[滞育前期(PD)、滞育期(D)及滞育后期(TD)]进行转录组测序、分析及基因功能预测,基于RNA-Seq数据筛选夏滞育不同阶段差异表达基因;利用qPCR对基于RNA-Seq数据筛选的10个差异表达基因的表达水平进行验证。【结果】从9个文库中获得202 770 198 clean reads,将12 078 060条转录本组装获得82 292 条unigene,平均长度为783.59 bp,N50为1 545 bp。沙葱萤叶甲D vs PD和TD vs D 比较组分别有2 395(2 119上调和277下调)和62(59上调和3下调)个差异基因。KEGG分析表明,D vs PD和TD vs D比较组差异表达基因分别显著富集于糖孝解/糖异生通路和脂肪酸生物合成通路;此外,许多与钙离子信号转导相关的基因在滞育期间差异表达。10个差异表达基因的qPCR分析表明,RNA-Seq与qPCR结果高度一致。【结论】糖孝解/糖异生、脂肪酸生物合成及钙离子信号通路可能在沙葱萤叶甲滞育调节中起着重要的作用。本研究为进一步研究沙葱萤叶甲成虫专性夏滞育的分子机理奠定了基础。

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31. 草地贪夜蛾成虫复眼明暗适应及黄光照射下明适应状态转化率
蒋月丽, 武予清, 李彤, 苗进, 巩中军, 段云, 梅诗琼, 王雪芹, 刘启航
昆虫学报    2021, 64 (9): 1120-1126.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.012
摘要282)      PDF(pc) (2943KB)(65)    PDF(mobile) (2943KB)(32)    收藏

【目的】蛾类昆虫的趋光性与复眼明暗适应状态的转化有着直接的关系,本研究旨在阐明光照与草地贪夜蛾Spodotera frugiperda复眼明暗适应状态转化的关系。【方法】在光、暗适应条件和不同光照强度黄光照射下,在不同时间段,用相机迅速拍照,观察统计草地贪夜蛾成虫复眼的明暗适应状态及明、暗适应状态转化率。【结果】在明适应状态下,草地贪夜蛾成虫经黄光照射1 h后,随光照强度的增加,复眼明适应状态保持率逐步升高:雄成虫复眼在0.1~0.5 lx时明适应状态保持率为67.77%(有32.23%的转化为暗适应状态与中间状态),4~6 lx时明适应状态保持率达到100%;雌成虫复眼在7~10 lx时,明适应状态保持率达98.90%。在明适应状态下,经黄光照射3 h后,草地贪夜蛾成虫复眼明适应状态保持率亦随着光照强度的增加逐步升高,在0.1~0.5 lx时雄成虫复眼明适应状态保持率为50.00%,雌成虫为32.23%;在光照强度7~10 lx时,雌雄成虫复眼明适应状态保持率分别为90.00%和100%。在暗适应状态下,草地贪夜蛾成虫经不同光照强度的黄光照射30 min后,成虫复眼向明适应状态逐渐转化:在0.1~0.5 lx光照强度时雌、雄成虫复眼明适应状态转化率均为93.33%;当光照强度达到0.6~0.9 lx时雌成虫复眼的明适应状态转化率达到100%,雄成虫复眼则在1~2 lx时达到100%。【结论】结果说明,草地贪夜蛾成虫有较强的光敏感性,且雌虫对黄光的光敏感性略强于雄虫。

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32. 天宫二号航天蚕后代小茧突变体 sc的发现与基因定位
沈广胜, 沈兴家, 张龙, 赵巧玲, 高梦杰, 唐顺明, 黄静怡, 陈艳花, 蒋涛, 朱娟, 王梅仙
昆虫学报    2021, 64 (9): 1031-1040.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.003
摘要280)      PDF(pc) (3029KB)(73)    PDF(mobile) (3029KB)(13)    收藏

 【目的】从2016年天宫二号空间实验室经历33 d后返回的1头成活“秋丰×白玉”杂交后代雌蚕Bombyx mori与地面“白玉”雄蚕交配的后代个体中,发现有结小茧突变体,进而分离并建立了飞天蚕(space silkworm)正常茧品系TG和小茧突变体品系sc。本研究通过对sc进行遗传分析和基因定位,旨在揭示产生小茧突变体的基因。【方法】对TG和sc进行表型分析;以sc, TG和正常大茧品系0223V1为试验材料,组配(sc♀×0223V1♂)F1及回交群体BC1F——(sc♀×0223V1♂)F1♀×sc♂和BC1M——sc♀×(sc♀×0223V1♂)F1♂。以sc, 0223V1和F1基因组DNA为模板,每个连锁群随机选10个SSR引物进行PCR扩增,筛选多态性SSR标记。利用雌性家蚕减数分裂染色体不交换的特点,用BC1F确定sc基因所属连锁群;再根据家蚕SSR分子标记连锁图谱,用BC1M进行基因定位。【结果】表型分析表明sc幼虫体型小于TG幼虫的,蚕茧重约为TG的1/2。遗传分析表明突变受一对隐性基因sc控制;基因定位结果表明该基因位于家蚕基因组第3连锁群S2930-363和S2930-289 SSR标记之间,物理距离为684 kb,包含33个候选基因。【结论】飞天蚕小茧突变受位于家蚕基因组第3连锁群的一对隐性基因sc控制。

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33. 鳞翅目昆虫内共生菌研究进展
刘媛, 王浩, 王志鹏, 陈利民, 王亚如, 侯有明
昆虫学报    2021, 64 (12): 1465-1477.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.12.012
摘要278)      PDF(pc) (1851KB)(115)    PDF(mobile) (1851KB)(24)    收藏

 内共生菌(endosymbionts)与其昆虫宿主的共生关系是普遍存在的,它们彼此相互依赖、相互影响、协同进化。近年来,关于昆虫内共生菌的研究多以半翅目(Hemiptera)和双翅目(Diptera)昆虫为主,但数量不断增加的研究表明鳞翅目(Lepidoptera)昆虫与其体内共生菌的互作模式和机制也正在受到越来越多的关注。鳞翅目昆虫种类多,分布广,主要作为植食者、传粉者在生态系统中发挥作用,而其绝大部分幼虫会对农林业生产造成巨大经济损失。鳞翅目昆虫体内共生菌群落多样性相对较低,主要以次生共生菌Wolbachia为主,少数也感染有SpiroplasmaArsenophonusRickettsia。它们常呈严格的母系垂直传播,也会发生一定比例的水平传播,在宿主的生长发育、生殖调控、环境适应、遗传进化方面发挥重要作用。目前一般采用诊断性聚合酶链反应、高通量扩增子测序、宏基因组测序等方法检测内共生菌。但鳞翅目昆虫内共生菌研究领域存在一些难点,包括:大多数内共生菌无法离体培养;丰度较低的内共生菌的生物学功能难以确定。基于鳞翅目昆虫内共生菌的分布及该领域的难点,建议未来的研究重点应放在次生共生菌及其生物学功能上。

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34. 甜菜夜蛾半胱天冬酶基因的克隆及对细胞凋亡 诱导剂和病原微生物感染的表达响应
宋晓慧, 杨长锦, 黎妮, 黄国华, 于欢
昆虫学报    2021, 64 (7): 800-808.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.07.004
摘要277)      PDF(pc) (4177KB)(54)    PDF(mobile) (4177KB)(11)    收藏

【目的】本研究旨在明确甜菜夜蛾Spodoptera exigua半胱天冬酶(caspase)在细胞凋亡诱导剂诱导和病原微生物胁迫下的表达模式,为丰富鳞翅目昆虫细胞凋亡机制研究奠定基础。【方法】利用RT-PCR技术从甜菜夜蛾3龄幼虫体内扩增两个半胱天冬酶基因(SeCasp-3和SeCasp-4)编码区的全长;利用qPCR技术分别检测两个半胱天冬酶基因在细胞凋亡诱导剂过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)(100 μmol/L)、放线菌素D(actinomycin D, ActD)(10 μg/mL)和地塞米松(dexamethasone, DEX)(50 μg/mL)诱导后甜菜夜蛾脂肪体细胞中及病原菌苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis kurstaki (Btk)(108个细菌/mL)、大肠杆菌TG1菌株Escherichia coli TG1 (E. coli TG1)(108个细菌/mL)、烟芽夜蛾囊泡病毒3h株(Heliothis virescens ascovirus 3h, HvAV-3h)(1.16×1011个基因组拷贝/mL)和苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)(5 000 OBs/μL)感染后甜菜夜蛾3龄幼虫体内的表达模式。【结果】SeCasp-3(GenBank登录号: MW183334)的编码区长942 bp,共编码313个氨基酸;SeCasp-4(GenBank登录号: MW183335)的编码区长843 bp,共编码280个氨基酸。SeCasp-3和SeCasp-4的假定蛋白序列与家蚕Bombyx mori Dronc的氨基酸序列一致性分别为45.54%和58.46%,且SeCasp-3和SeCasp-4之间具有较高的同源性。SeCasp-3和SeCasp-4在不同化学物质诱导下的甜菜夜蛾脂肪体细胞中的表达模式存在明显差异,在100 μmol/L H2O2和10 μg/mL ActD处理后24和48 h,脂肪体细胞中SeCasp-3和SeCasp-4的相对表达量均显著升高;50 μg/mL DEX处理后24和48 h,SeCasp-3的相对表达量未见显著变化,但SeCasp-4的相对表达量升高了数千倍。在不同病原微生物感染后的甜菜夜蛾3龄幼虫体内,SeCasp-3和SeCasp-4的表达模式基本相同。一般线性模型的分析结果表明,BtkE. coli TG1的感染不造成SeCasp-3和SeCasp-4相对表达量的显著变化,而HvAV-3h和AcMNPV的感染则显著抑制了这两个基因的表达。【结论】本研究鉴定了两个甜菜夜蛾半胱天冬酶基因,并分析了其对细胞凋亡诱导剂和病原微生物感染的表达响应,为进一步探究半胱天冬酶功能和昆虫细胞凋亡过程提供了重要的理论基础。

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35. 大豆蚜Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因 AgKaSPI 对蜡蚧刺束梗孢菌侵染的表达响应
陈雅茹, 杨洪佳, 李泽, 车进明, 王泽群, 樊东
昆虫学报    2021, 64 (8): 908-919.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.003
摘要275)      PDF(pc) (1905KB)(56)    PDF(mobile) (1905KB)(12)    收藏

 【目的】探究Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂KaSPI在大豆蚜Aphis glycines的生长发育、消化和免疫防御等过程中的作用。【方法】基于大豆蚜转录组数据PCR克隆大豆蚜Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因cDNA序列;qRT-PCR分别检测AgKaSPI在大豆蚜1-4龄若虫和成虫以及蜡蚧刺束梗孢菌Akanthomyces

lecanii侵染3, 6, 12, 24, 48和72 h时大豆蚜成虫中的表达水平; siRNA干扰AgKaSPI 3, 6, 12, 24和48 h后qRT-PCR检测RNAi干扰效率,并记录RNAi后12, 24, 48和96 h时大豆蚜成虫死亡数和产蚜量;双抗体夹心法检测蜡蚧刺束梗孢菌侵染和RNAi干扰AgKaSPI后大豆蚜成虫体内AgKaSPI蛋白含量以及丝氨酸蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性变化;观察并记录RNAi干扰AgKaSPI后6 h蜡蚧刺束梗孢菌侵染大豆蚜成虫12, 24, 48和96 h时的死亡数。【结果】在大豆蚜体内克隆得到了一条丝氨酸蛋白酶抑制剂基因AgKaSPI的cDNA序列(GenBank登录号: MK440557),序列全长1 019 bp,开放阅读框长324 bp,编码107个氨基酸。AgKaSPI具有Kazal结构域,推测分子量和等电点分别为11.43 kD和9.24。基因表达模式研究发现,AgKaSPI在大豆蚜各个龄期均有表达。大豆蚜成虫经蜡蚧刺束梗孢菌侵染24 h时,AgKaSPI基因表达量显著上调,为对照的4.31倍;相应AgKaSPI蛋白含量也显著上调,为对照的1.69倍;而丝氨酸蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性受到抑制。RNAi干扰AgKaSPI 6 h时,大豆蚜成虫体内AgKaSPI表达量下降了71.05%;KaSPI蛋白含量在干扰12 h时下降了51.11%,丝氨酸蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性显著增强;干扰96 h时每百头大豆蚜产蚜量减少了49头且大豆蚜成虫的死亡率增加了10.12%。【结论】AgKaSPI在大豆蚜各个龄期均有表达,且在蜡蚧刺束梗孢菌侵染24 h后表达量显著上调。AgKaSPI可能通过调节丝氨

酸蛋白酶活性参与了大豆蚜对蜡蚧刺束梗孢菌的免疫反应。

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36. 不同地理种群短额负蝗对环境温度的适应性
李文博, 高宇, 崔娟, 唐佳威, 史树森
昆虫学报    2021, 64 (8): 956-966.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.007
摘要266)      PDF(pc) (1919KB)(95)    PDF(mobile) (1919KB)(25)    收藏

 【目的】本研究旨在探明短额负蝗Atractomorpha sinensis不同地理种群对环境温度响应的适应性差异。【方法】以大豆叶片为食物饲养,在恒温16, 20, 24, 28和32℃, 相对湿度70%,光周期16L∶8D条件下,系统观测陕西延安、河南郑州、四川成都、云南曲靖和广东广州5个短额负蝗地理种群的生长发育过程,比较不同地理种群各虫态的发育历期、发育速率及发育起点温度和有效积温的差异性,分析种群生物学指标与栖息地环境温度的相关性。【结果】不同种群短额负蝗发育速率均随着温度升高而加快,但在16℃下成都和广州种群不能完成世代发育。随着不同种群栖息地纬度和海拔升高,其

群世代及各虫态发育起点温度呈下降趋势,而有效积温则呈上升趋势。其中,广州、曲靖、成都、郑州和延安地理种群世代发育起点温度分别为15.61, 10.76, 14.93, 11.46和10.51℃,广州和成都地理种群世代发育起点温度显著高于其他种群;世代有效积温分别为828.41, 1 482.94, 963.13, 1 295.80和1 430.98日·度,曲靖和延安种群世代有效积温显著高于其他种群。24℃是5个地理种群比较适宜的环境温度;不同地理种群各发育阶段的有效积温与其栖息地年平均气温呈显著负相关,发育起点温度与其栖息地年平均气温呈显著正相关。【结论】结果说明短额负蝗不同地理种群对环境温度的适应性存在差异,对低环境温度适应性随着种群栖息地纬度和海拔增加而增强,对高环境温度的适应性则相反。

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37. 河野脂螨发育各阶段外部形态扫描电镜观察
姚润, 蒋峰, 汪梅青, 章琴, 袁亚平, 朱志伟, 李朝品, 湛孝东
昆虫学报    2021, 64 (8): 976-981.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.009
摘要265)      PDF(pc) (10027KB)(60)    PDF(mobile) (10027KB)(14)    收藏

【目的】了解河野脂螨Lardoglyphus konoi各发育阶段外部形态和超微结构特征。【方法】利用室内培养获得的不同发育阶段的河野脂螨个体样本,在扫描电镜下观察各发育阶段(卵、幼螨、若螨和成螨)的外部形态和超微结构。【结果】河野脂螨卵呈椭圆形;幼螨足3对,未见生殖器官生长痕迹,生殖毛和肛毛缺如;若螨足4对,生殖器官发育不完全,有生殖毛和肛毛,但发育亦不完全。休眠体前端尖细,后端钝圆,呈梨形状。在末体区有吸盘板,其上有13个吸盘,呈2-2-4-5分布。成螨螯肢细长,剪刀状,其上的定趾和动趾上有几个小齿;顶外毛长度约为顶内毛的50%,与顶内毛处同一水平线上。雄成螨第3对足的跗节末端为2个粗钝的齿所替代;腹面有1个生殖区和带有1对肛门吸盘的肛区。雌成螨所有的爪均分叉;腹面生殖孔为1个纵向裂缝;肛门不伸达后缘。【结论】通过电镜扫描对河野脂螨不同发育阶段外部形态和超微结构的观察,更加详细地了解了该螨的形态结构,从而为脂螨科螨类的分类和生物学研究提供了理论依据。

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38. 家蚕5龄幼虫精巢和卵巢microRNA芯片及转录组比较分析
张冰, 李娜, 阚云超
昆虫学报    2021, 64 (11): 1235-1243.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.11.001
摘要263)      PDF(pc) (2033KB)(134)    PDF(mobile) (2033KB)(19)    收藏
【目的】本研究旨在通过对家蚕 Bombyx mori 5龄幼虫精巢和卵巢组织微小RNA (microRNA, miRNA)基因芯片及转录组进行分析,找到参与家蚕性腺发育相关的miRNA分子及可能的靶基因。【方法】采用新一代高通量测序平台对家蚕5龄幼虫精巢和卵巢(分别定义为Test和Control)进行miRNA基因芯片检测及转录组测序分析,根据 P<0.05且log 2(fold change, FC)≥2的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达miRNA;根据 q≤0.05且|log 2(fold change)|≥1的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达基因 (differentially expressed genes, DEGs);随机选取8个上调和12个下调差异表达miRNA,对其表达及其预测的5个靶基因进行qRT-PCR验证;对DEGs以及差异表达miRNA的靶基因进行KEGG通路富集分析。【结果】从精巢和卵巢样本中(Test vs Control)分别鉴定出68个差异表达miRNA和3 991个DEGs,其中上调和下调miRNA分别为36和32个,上调和下调DEGs分别为2 033和1 958个。差异表达miRNA的qRTPCR验证结果均与芯片数据一致。KEGG通路富集分析结果显示DEGs在新陈代谢及核糖体的信号通路显著富集。对差异表达miRNA在DEGs中的可能靶基因进行预测,结果找到了4组表达趋势相反的miRNA与靶基因:分别是bmo-miR-2774a与 LOC101745556;bmo-miR-92b与 LOC101735954以及bmo-miR-3266与 LOC733130和 LOC778467;1组表达趋势一致的miRNA与靶基因:bmo-miR-3321与 LOC101744895。5个靶基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】本研究获得了家蚕5龄幼虫精巢和卵巢转录组及miRNA芯片数据,筛选并验证了4组差异表达和1组一致表达miRNA及潜在靶基因,为探究家蚕精巢和卵巢发育差异奠定了基础。
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39. 双酚A(BPA)与黑腹果蝇雌激素相关受体(dERR)的结合模式及对其基因表达的影响
王利超, 李佳鹏, 郑相相, 王娟, 廖艳凤, 欧阳霞辉
昆虫学报    2021, 64 (10): 1127-1135.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.10.001
摘要260)      PDF(pc) (5419KB)(105)    PDF(mobile) (5419KB)(38)    收藏

【目的】雌激素相关受体(estrogen-related receptors, ERRs)属于核受体(nuclear receptor, NR)超家族,在昆虫新陈代谢和能量转换调节中发挥重要作用。双酚A(bisphenol A, BPA)与昆虫生殖和神经系统疾病有关。本研究旨在探究BPA影响黑腹果蝇Drosophila melanogaster ERR(dERR)的作用机理。【方法】通过AutoDock Vina模拟小分子BPA与Modeller 9.25构建的dERR蛋白的分子对接,使用Gromacs 5.1.9进行分子动力学模拟,并结合自由能的计算探究BPA与dERR的结合模式。利用qRT-PCR方法检测3种浓度(0.1, 1和10 μg/L) BPA处理6, 12和24 h对黑腹果蝇成虫和2龄幼虫中dERR基因转录水平的影响。【结果】通过分子对接和极性溶剂化能发现,Phe370及Leu334等侧链氨基酸是BPA与dERR结合的关键氨基酸。qRT-PCR分析显示,不同浓度的BPA处理6和12 h时黑腹果蝇成虫和2龄幼虫中dERR基因转录水平均发生显著变化,而0.1 μg/L BPA处理24 h时的几乎接近对照。【结论】BPA能够影响黑腹果蝇体内dERR的表达,作用机理可能跟BPA与dERR的潜在特异性结合有关。

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40. 叶面肥对柑橘全爪螨生长发育和繁殖及柑橘苗生长的影响(英文)
刘喆, George Andrew Charles BEATTIE, 岑伊静, 徐长宝
昆虫学报    2021, 64 (9): 1104-1111.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.010
摘要254)      PDF(pc) (961KB)(61)    PDF(mobile) (961KB)(11)    收藏

【目的】柑橘全爪螨Panonychus citri在中国是一种重要的柑橘害虫,叶面肥在橘园的应用很普遍。本研究是为了明确柑橘施用尿素和复合氨基酸2种叶面肥对这种害螨生长发育和繁殖及柑橘苗生长的影响。【方法】在室内分别用尿素(0.50%)和复合氨基酸(0.17%)2种叶面肥喷施盆栽沙糖橘Citrus reticulata Blanco cv. Shatangju苗,以喷施清水为对照,探究叶面施肥对柑橘全爪螨生命表参数[净 增殖率(R0)、平均代时(T)、内禀增长率(rm)、周限增长率(λ)和种群趋势指数(I)]及柑橘苗生长参数(叶长、宽和面积, 茎长, 株高, 新梢的长度和数量)和叶片养分(N, P和K)含量的影响。【结果】柑橘全爪螨未成熟螨态的发育历期没有受到叶面肥的影响,但施用0.50%尿素的柑橘苗上第2若螨的存活率(95.40%)显著高于施用清水的对照(78.26%)和喷施0.17%复合氨基酸的处理(75.61%),其雌螨的繁殖力(42.1/♀)也显著高于对照(33.1/♀)。复合氨基酸处理柑橘苗上的雌螨寿命(19.5 d)显著长于尿素处柑橘苗上的雌螨寿命(14.8 d)和对照(14.5 d),复合氨基酸处理柑橘苗上的雄螨寿命(17.6 d)也显著长于对照(13.1 d)。总体上,在尿素处理的柑橘苗上柑橘全爪螨的净增殖率(R0)(17.88)和种群趋势指数(I)(18.08)值最高,2个参数都显著高于对照(分别为10.08和11.17)。施用2种叶面肥显著促进了柑橘苗叶片生长(叶长、叶宽、叶面积),其N, P和K含量以及氮钾比(N/K)也显著增加。【结论】柑橘苗叶面喷施尿素和复合氨基酸都可促进柑橘苗生长,喷施尿素会导致柑橘全爪螨种群的显著增长,而喷施复合氨基酸没有导致柑橘全爪螨种群显著增长。因此,推荐使用复合氨基酸代替尿素作为柑橘的叶面肥施用。但是,喷施复合氨基酸可显著延长柑橘全爪螨成螨的寿命,所以在使用时还应该加强对其种群的监测。

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