白纹伊蚊nAChR-α5基因RNA干扰体系的构建及其在双氧木脂素A抗性中的作用

【目的】探究白纹伊蚊Aedes albopictus烟碱型乙酰胆碱受体α5(nicotinic acetylcholine receptorα5,nAChR-α5)亚基是否是双氧木脂素A(haedoxan A,HA)潜在的作用靶标,为白纹伊蚊的有效防治提供参考。【方法】利用PCR克隆白纹伊蚊nAChR-α5编码区(coding sequence,CDS)序列并构建系统发育树;利用RT-qPCR检测白纹伊蚊nAChR-α5在不同发育阶段(1-4龄幼虫、蛹和未吸血的雌成蚊)的表达量;利用壳聚糖/dsRNA纳米颗粒介导RNAi技术敲减白纹伊蚊2龄幼虫nAChR-α5的表达量;生物测定RNAi后的白纹伊蚊3龄幼虫对HA[LC 30(0.3 mg/L)和LC 50(0.4 mg/L)]的敏感性。【结果】白纹伊蚊nAChR-α5的CDS长1296 bp,编码431个氨基酸,具有nAChR的典型半胱氨酸环(Cys-loop)。蛋白序列比对和系统发育树表明白纹伊蚊nAChR-α5与埃及伊蚊A.aegypti的nAChR-α5同源性最高,亲缘关系最近。nAChR-α5在白纹伊蚊4龄幼虫中的表达量最高,其次是在雌成虫中的;饲喂壳聚糖/ds nAChR-α5纳米颗粒(dsRNA浓度为0.3%w/w)后24 h时对白纹伊蚊2龄幼虫nAChR-α5的干扰效率最高,达到70%。生测结果表明,与饲喂不含dsRNA饲料的空白对照和饲喂含有壳聚糖/ds GFP纳米颗粒饲料的阴性对照相比,在LC 30和LC 50的HA处理下,敲减nAChR-α5组的白纹伊蚊3龄幼虫死亡率显著下降9.89%~15.45%,表明敲减nAChR-α5使白纹伊蚊对HA的敏感性显著降低。【结论】白纹伊蚊nAChR-α5可能是HA潜在的作用靶标之一,HA可能通过干扰白纹伊蚊nAChR-α5的功能进而影响神经兴奋传导。

DSC1在果蝇幼虫感觉-中枢神经系统-运动回路中的作用

【目的】探究果蝇钠通道1(Drosophila sodium channel 1,DSC1)在果蝇幼虫感觉-中枢神经系统-运动回路(sensory-central nervous system-motor circuits,S-CNS-MC)中的作用,为果蝇的有效防治提供参考。【方法】以果蝇幼虫的S-CNS-MC为模型,以神经遗传背景不同的4种果蝇品系w^(1118)、para^(ts1)、DSC1^(-/-)和para^(ts1);DSC1^(-/-)幼虫为材料,分别在正常状态和饥饿状态下采用番茄切面觅食活动对其进行行为学研究,通过测定不同品系果蝇幼虫的兴奋性接点电位对其进行电生理学研究。【结果】番茄切面觅食活动行为学观察结果表明,正常状态下在每个观察的时间点,4种果蝇品系在番茄切面果皮中的幼虫数量均无显著差异;但饥饿状态下,随着观察时间的延长,DSC1^(-/-)品系的3龄幼虫停留在番茄中果皮部分的数量显著多于其他品系,表明在饥饿状态下敲除DSC1的果蝇幼虫反应迟钝,觅食行为减缓。电生理试验结果表明,w^(1118)和para^(ts1)品系果蝇幼虫在饥饿状态下神经回路的兴奋性接点电位(EJP)频率与正常状态下差异不显著,但DSC1^(-/-)和para^(ts1);DSC1^(-/-)品系果蝇幼虫在饥饿状态下神经回路的EJP频率均较正常状态显著下降,表明敲除DSC1的DSC1^(-/-)和para^(ts1);DSC1^(-/-)2种品系果蝇幼虫S-CNS-MC的兴奋性在饥饿状态下明显降低,这与上述觅食活动行为学结果一致。【结论】DSC1有助于果蝇幼虫在饥饿逆境条件下维持神经系统的兴奋性传导和神经回路的稳定性。

甜菜夜蛾SeGluCl剪接变异体的敲除及其对杀虫剂敏感性的影响

【目的】本研究旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,探索甜菜夜蛾Spodoptera exigua谷氨酸门控氯离子通道(glutamate-gated chloride channels,GluCls)基因不同转录变异体编码的SeGluCls对杀虫剂敏感性是否存在差异。【方法】采用RT-PCR和RACE技术获得甜菜夜蛾SeGluCl的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析;利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除SeGluCl两个剪接变异体SeGluCl 3a和SeGluCl 3b,并构建甜菜夜蛾敲除品系(3a-KO和3b-KO),生物测定甜菜夜蛾敏感品系WH-S(对照品系)及3a-KO和3b-KO品系的3龄幼虫对阿维菌素、甲维盐和氟虫腈3种杀虫剂敏感性的差异。【结果】获得了甜菜夜蛾SeGluCl全长cDNA序列,并发现其2种剪接变异体(SeGluCl 3a和SeGluCl 3b),SeGluCl 3a(GenBank登录号:OM304353)的开放阅读框(open reading frame,ORF)长1362 bp,编码454个氨基酸,SeGluCl 3b(GenBank登录号:OM304354)的ORF长1365 bp,编码455个氨基酸。两种剪接变异体SeGluCl 3a和SeGluCl 3b编码的SeGluCls都包含4个跨膜区和1个半胱氨酸环。系统发育分析表明,SeGluCl与斜纹夜蛾S.litura和草地贪夜蛾S.frugiperda的GluCl亲缘关系最近。与对照品系WH-S相比,3a-KO和3b-KO敲除品系对阿维菌素、甲维盐和氟虫腈的敏感性无显著差异。【结论】甜菜夜蛾SeGluCl剪接变异体SeGluCl 3a和SeGluCl 3b编码的SeGluCls对阿维菌素、甲维盐和氟虫腈这3种杀虫剂的敏感性无差异。

以绿步甲为载体携播绿僵菌对东亚飞蝗的协同控制作用研究

本文研究了金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae侵染和绿步甲Carabus smaragdinus捕食东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis两种生防措施之间的相互影响,同时评价了两种生防措施对东亚飞蝗的协同控制作用。结果表明,金龟子绿僵菌对绿步甲安全。投放绿步甲同时喷施绿僵菌处理和投放经绿僵菌剂接种过的绿步甲处理对东亚飞蝗的捕食率为61.23%和64.19%,侵染率分别为75.34%,70.85%,校正致死率分别达83.33%和100%,均显著高于绿僵菌单剂侵染和绿步甲单独捕食处理。本文证明了绿步甲携播绿僵菌控制害虫的可行性与可持续性,为实现将绿步甲与绿僵菌联合控制害虫提供依据。

节能车车身优化设计

本文以Honda中国节能车竞技大赛为背景,在满足大赛方规则的前提下,对车身进行综合分析和优化,从车身选材,迎风面积,风阻系数入手。通过模拟风洞试验,确定其模型形状及尺寸。来配合其他部分已达到整车性能的全面提高。

禾谷缢管蚜阳离子通道基因RSC1的克隆、分子特性及诱导表达分析

【目的】SC1通道(sodium channel 1)是昆虫体内一种重要的离子通道,被认为是一种开发新型杀虫剂的神经靶标。本研究拟克隆禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi的SC1通道基因,并初步分析其生理功能及其与SC1类通道、电压门控钠离子通道、电压门控钙离子通道的进化关系。【方法】采用RT-PCR技术,克隆了禾谷缢管蚜SC1基因完整的开放阅读框;利用实时荧光定量PCR技术,分析禾谷缢管蚜成蚜在不同浓度的高效氯氟氰菊酯诱导下SC1基因表达变化。【结果】获得了禾谷缢管蚜SC1基因(命名为RSC1)完整的开放阅读框(Gen Bank登录号为KU640190),其长度6 687bp,编码2 228个氨基酸。RSC1具有SC1通道的结构特征,有一个不同于电压门控钠离子通道和电压门控钙离子通道的特殊DEEA模体(motif)。系统进化分析结果显示,RSC1与电压门控钠离子通道组成一个进化枝,电压门控钙离子通道组成另外一个进化枝,SC1与电压门控钠离子通道在进化上有更近的起源关系。实时荧光定量PCR分析结果表明,LC15,LC35和LC503种剂量的高效氯氟氰菊酯处理6 h后,禾谷缢管蚜RSC1基因表达量相对于清水对照显著下调,表达量分别为对照的0.57,0.82和0.78倍;3种剂量的高效氯氟氰菊酯处理24 h后,禾谷缢管蚜RSC1基因表达量分别为对照的2.19,1.33和1.19倍,其中LC15(0.1484 mg/L)胁迫下RSC1基因的表达量显著上调。【结论】SC1类通道与电压门控钠离子通道在进化起源上有更近的关系。RSC1通道可能是高效氯氟氰菊酯的次级靶标。由于RSC1和其同源基因只存在于节肢动物中,脊椎动物尚未发现该类基因,因此这类通道可能作为开发新型杀虫剂的神经靶标。

我国禾谷缢管蚜微卫星位点扩增稳定性及遗传多样性

为筛选用于我国禾谷缢管蚜种群遗传学研究的微卫星位点,从8个省(市)共9个地区采集282头试虫,采用微卫星PCR产物荧光标记与自动扫描分型方法,研究了8个欧洲禾谷缢管蚜微卫星位点在试虫个体中的扩增稳定性和遗传多样性。结果显示:位点R1.35在9个种群中均不能扩增;位点R5.29b只在7个种群的少数样本中能扩增;位点R2.73、R3.171、R5.10、R5.138、R5.50和R6.3在各种群中均能稳定扩增,这6个位点的无效等位基因频率为0.0044~0.2663,平均等位基因数为2.9~9.3个,观测杂合度为0.047~0.912,其中位点R6.3具有较低的观测杂合度(0.047)和等位基因数(2.9),不适合用于种群遗传多样性研究,而位点R2.73、R3.171、R5.10、R5.138和R5.50均具有较高的杂合度和等位基因数,可用于我国禾谷缢管蚜的种群遗传学研究。

禾谷缢管蚜水通道蛋白基因RpAQP1的克隆、分子特性和表达分析

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)水通道蛋白基因Rp AQP1的序列特征及其在不同龄期的表达,利用RT-PCR和RACE技术克隆了Rp AQP1基因的c DNA全序列,采用生物信息学软件分析了Rp AQP1编码蛋白的特性,利用qRT-PCR分析了Rp AQP1在不同龄期的表达量。结果显示:禾谷缢管蚜水通道蛋白基因Rp AQP1的c DNA全长为1 216 bp,其750 bp的开放阅读框编码250个氨基酸,蛋白分子量为27.36 k D。Rp AQP1属于水通道蛋白亚家族DRIP(果蝇内嵌蛋白Drosophila integral protein)的一员,具有6个跨膜区,2个保守的NPA结构单元和1个压缩区域Ar/R;qRT-PCR结果显示,Rp AQP1在整个发育历期均有表达,其在2龄若蚜中表达水平最高,是成蚜表达量的1.432倍;在4龄若蚜中表达量最低,为成蚜表达量的0.444倍,显著低于其它龄期,而其余各龄期Rp AQP1表达量无显著差异。

禾谷缢管蚜田间种群Ace1基因选择性剪切

【目的】为了分析我国不同地区禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)田间种群Ace1基因的选择性剪切、Ace1基因选择性剪切频率及Ace1基因选择性剪切对其ACh E1结构的影响。【方法】从我国11个省(市)的16个地区采集田间试虫,通过RT-PCR技术,克隆各个地区及室内敏感品系各15头禾谷缢管蚜试虫的Ace1基因序列的全长,分析并鉴定Ace1的选择性剪接,在SABLE服务器和I-TASSER服务器上分别分析选择性剪切对ACh E1的二级结构和三级结构的影响。【结果】16个地理种群中,9个地理种群都存在选择性剪切,不同地理种群该选择性剪切的频率不同;剪切位点靠近Ace1基因的5′端,其对应的核苷酸序列为5′-ATCCGAATTTAG-3′,导致4个氨基酸(RSEF)缺失;选择性剪切改变了局部的二级结构,并在一定程度上改变其三级结构。【结论】禾谷缢管蚜田间种群中较为普遍地存在一个Ace1基因的选择性剪切,该Ace1基因选择性剪切改变了ACh E1的空间结构,并可能改变ACh E1的代谢特性。

陕西苹果园山楂叶螨抗药性监测

【目的】明确陕西省苹果园的山楂叶螨Tetranychus viennensis Zacher种群对5种药剂的抗性水平。【方法】采用玻片浸渍法,建立了山楂叶螨室内饲养的相对敏感种群对5种杀虫剂的敏感基线,同时从陕西乾县、礼泉、兴平、澄城、安塞、淳化、凤翔和扶风8个不同地区的苹果园采集山楂叶螨,分析这些田间种群的抗药性水平。【结果】山楂叶螨室内相对敏感种群对阿维菌素的敏感性最高,对毒死蜱敏感性最低;各种群对哒螨灵已产生了13.29~69.63倍的抗性;对高效氯氟氰菊酯已经产生了7.99~46.74倍的抗性;除兴平种群对阿维菌素表现为低抗水平外（抗性倍数7.63）,其余种群对阿维菌素表现为敏感或者敏感性下降（抗性倍数1.89~3.94）;除扶风种群对毒死蜱抗性水平处于敏感性下降的阶段外,其它7个种群对毒死蜱的均处于敏感阶段;各种群对噻虫嗪均处于敏感阶段。【结论】山楂叶螨室内相对敏感种群对5种不同杀虫剂的敏感性不同;各田间种群对哒螨灵和高效氯氟氰菊酯两种药剂已经产生了不同水平的抗药性,除兴平种群对阿维菌素产生低抗水平抗性外,其余田间种群对阿维菌素、毒死蜱和噻虫嗪抗性均表现为敏感或者敏感性下降;田间防治时应该减少哒螨灵和高效氯氟氰菊酯两种药剂的使用,同时注意不同农药的轮换使用,以此延缓山楂叶螨对杀虫剂产生高水平抗药性。

禾谷缢管蚜RpGST1基因的克隆、序列分析及原核表达

为揭示禾谷缢管蚜耐药性的分子机理,采用RT-PCR方法克隆了禾谷缢管蚜谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)的c DNA序列,命名为Rp GST1(Gen Bank登录号KP192850),并构建原核表达载体p ET32-Rp GST1,对Rp GST1基因进行原核表达、SDS-PAGE和Western blotting检测。结果显示,禾谷缢管蚜Rp GST1基因的编码区长651 bp,编码216个氨基酸,分子量约为24.06 k D,理论等电点为6.20;Rp GST1基因在大肠杆菌中成功表达出一个分子量约为45 k D的融合蛋白,与预测的融合蛋白分子量大小一致。通过克隆Rp GST1基因的c DNA序列并进行序列比对分析,表明构建了GST基因的原核表达载体并成功表达。