黄淮麦区126个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

【目的】鉴定黄淮麦区近年小麦主栽品种和后备品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平;了解抗条锈病基因在该区小麦品种中分布状况,为小麦安全生产与品种合理布局提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和水源致病类型14对黄淮麦区126个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定;分别用Yr(91B/1R)、Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因有效的分子标记检测其在参试品种(系)中的分布状况。【结果】在126个供试材料中,对CY32和水源致病类型14均表现免疫或近免疫的品种(系)只有11个,占8.73%;携带Yr9基因的小麦-黑麦1B/1R易位系的频率仍高达41.6%;分子检测表明,14份抗CY32的小麦品种(系)中,6份可能含有Yr5基因,4份可能含有Yr10基因,4份可能含有Yr15基因,3份可能含有Yr26基因;周麦17、0020-332和N19等3份材料未检测到上述Yr基因(分子标记)的存在,其对CYR32的抗性可能是受其它未知基因控制。【结论】黄淮麦区小麦品种(系),特别是主栽品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平较低,对新小种具有良好抗性的Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因在小麦品种(系)中的分布频率很低,亟待将这些抗条锈病基因转育至小麦品种中。

悬铃木方翅网蝽生物学、化学生态学及防治研究进展

悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata是一种入侵性害虫,专一性为害悬铃木属植物,导致寄主植物叶片褪绿变色、提前脱落,给园林绿化带来严重为害。该虫原产北美,20世纪60年代传入欧洲,2002年在我国湖南省首次发现,目前其分布范围已扩大到湖北、上海、山东、河南和北京等地,并在多地呈暴发态势。悬铃木方翅网蝽有较强的环境适应能力,对高温和低温均有较好耐性。近年来,有关悬铃木方翅网蝽信息素的研究逐渐引起人们的关注,部分生物活性分子和嗅觉分子机制已被解析,为制定该虫的生态防治措施提供了依据。本文综述了现阶段国内外有关悬铃木方翅网蝽生物学、危害特性、传播规律、化学生态学、环境适应性及其防治方法的研究进展,并从绿色防控方面展望了该虫需重点开展的研究方向,以期为该领域研究者提供参考。

用TOPSIS综合评价小麦种质资源对麦长管蚜的抗虫性

以107份小麦(Triticum aestivum L.)种质资源为材料,分析了各基因型的抗麦长管蚜特征,共发现1份高抗材料和19份中抗材料。另外,对各供试材料的分蘖数、千粒重、抽穗期等10个小麦农艺性状指标进行了调查。经相关性检验发现,分蘖数和株高均与抗虫指数和抗虫级别呈极显著负相关。综合抗虫指数、抗虫级别和10个小麦农艺性状共12个特征数据进行TOPSIS分析,结果发现,来自伊朗的小麦品种PI 623081表现最好,其次是华麦8号、黔麦15和PI 634770等,新麦19的表现最差。研究结果对小麦的抗虫育种工作具有极其重要的指导意义。

黄淮麦区小麦品种Lr37-Yr17-Sr38基因簇的分子检测

【目的】在分子水平上评价黄淮麦区小麦品种中抗病基因簇Lr37-Yr17-Sr38的存在状况,为培育抗病新品种及抗病品种合理布局提供材料和依据。【方法】利用N基因组特异标记和CAPS标记,结合品种系谱对黄淮麦区126个小麦品种(系)进行分析。【结果】12个小麦品种(系)(兰考906、郑2062、西农739、陕872、小偃216、陕538、陕515、大唐991、户麦928、0020-332、2871和378)中含有Lr37-Yr17-Sr38。【结论】Lr37-Yr17-Sr38在黄淮麦区小麦中有一定分布,初步推测兰考906可能是我国小麦品种中Lr37-Yr17-Sr38抗源的主要传播途径之一。

一粒小麦与葡萄牙野燕麦远缘杂交后代抗条锈病鉴定及抗性株系的筛选

为了开拓小麦抗条锈病基因资源,利用中国流行的小麦条锈菌生理小种CYR23、CYR25、CYR27、CYR29、CYR31、CYR32和水源11致病型Su-11-4、Su-11-7和Su-11-14,对一粒小麦(T.monococ-cum)与葡萄牙野燕麦(Avena fatua L.)杂交后代(简称"一粒葡")进行成株期和苗期抗病性鉴定,分离筛选出8个抗性稳定的株系:YLP-7、YLP-1-1、YLP-1-6、YLP-9-3、YLP-9-8、YLP-15-1、YLP-15-4和YLP-16-4,这些抗性株系对所有参试条锈菌小种都表现为免疫或近免疫,表明"一粒葡"材料具有较强的条锈病抗性,可作为抗源用于小麦抗病育种。

云南弥渡县番茄潜叶蛾的发生情况及田间防治效果

外来入侵性害虫番茄潜叶蛾Tuta absoluta(Meyrick)于2018年3月26日在云南弥渡县被发现,为明确其发生为害情况,筛选出有效的防治药剂,阻止该虫的发生和蔓延,本研究采用性诱剂进行田间调查分析了番茄潜叶蛾的发生情况,通过田间药效试验比较噻虫嗪、噻虫胺、虫螨腈、苏云菌杆菌、乙基多杀菌素、阿维·氯虫苯甲酰胺、噻虫·高氯氟和阿维·灭蝇胺对番茄潜叶蛾的防治效果。调查结果表明该虫在番茄种植区域均有发生,大棚番茄地发生尤其严重,为害株达100%,百叶幼虫量55.00~101.67头/百叶,周诱蛾量4.70~61.20头/板,果子的为害率达19.33%,最高达40%。田间药效的结果表明:33%阿维·灭蝇胺SC防效较好,药后3 d防效达74.30%,其次30%虫螨腈SC、6%阿维·氯虫苯甲酰胺SC和6%乙基多杀菌素SC药后3 d防效64.25%、67.98%、54.85%,药后5 d防效79.08%、79.00%、73.45%,药后7 d防效81.60%、80.45%、65.70%。结果表明番茄潜叶蛾在弥渡县大棚发生为害较为严重,性诱剂对成虫有良好的诱集效果,虫螨腈、阿维·氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素和阿维·灭蝇胺可作为幼虫的防治药剂。

悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的结构及其结合寄主挥发物的预测分析

【目的】分析悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白编码基因CcilCSP1的序列和表达特征,重点研究CcilCSP1结合二球悬铃木寄主植物挥发物的能力,旨在为CcilCSP1的功能研究提供理论参考,为通过化学感受蛋白反向模拟筛选悬铃木方翅网蝽的信息素物质提供依据。【方法】用分子克隆技术获得悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1基因ORF的全长序列,用RT-qPCR研究该基因的表达模式,并通过生物信息学方法分析其序列特征。用Swiss-model构建CcilCSP1蛋白的三维结构,并通过AutoDock 4.2开展CcilCSP1蛋白与寄主植物9种挥发物成份的分子对接,用Amber 14对其中结合最为稳定的反式-β-石竹烯与CcilCSP1蛋白的复合物开展了10 000 ps的分子动力学模拟,并进一步通过"Y"型嗅觉仪测定反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫的行为学影响。【结果】成功克隆到该虫的化学感受蛋白基因CcilCSP1,且该基因在成虫中显著高表达。序列分析表明,CcilCSP1具有CSPs家族的典型特征,该基因与绿盲蝽的AlucCSP1,AlucCSP3,AlucCSP8以及苜蓿盲蝽的AlinCSP1亲缘关系较近。同源建模和分子对接发现,在二球悬铃木9种植物挥发物中反式-β-石竹烯与CcilCSP1的结合能力最强(k_l=2.63μm,Binding Energy=-7.61),通过分析二者的结合特性,推测TYR-29、GLN-83、LEU-64、ASP-30可能是CcilCSP1蛋白结合反式-β-石竹烯所需的关键氨基酸位点。分子动力学模拟结果显示,CcilCSP1蛋白能够与反式-β-石竹烯稳定结合。进一步的行为学试验表明,0.1μg的反式-β-石竹烯对悬铃木方翅网蝽成虫有显著的驱避作用。【结论】本研究克隆到在成虫中显著高表达的悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白基因CcilCSP1。用分子对接和分子动力学模拟方法发现CcilCSP1能与二球悬铃木寄主挥发物成份反式-β-石竹烯稳定结合,并通过进一步的行为学试验进行证实。该研究可为悬铃木方翅网蝽化学感受蛋白CcilCSP1的功能研究奠定基础,也为基于计算机反向筛选获得悬铃木方翅网蝽信息素物质研发提供依据。

6种植物源药剂对胡萝卜微管蚜的毒力测定和防效评价

为筛选防治胡萝卜微管蚜的高效植物源药剂,采用浸虫浸叶法、盆栽试验及田间试验评价了6种植物源药剂对胡萝卜微管蚜的毒力和防治效果。室内和田间试验结果表明,1.5%除虫菊素水乳剂和0.3%印楝素乳油对胡萝卜微管蚜毒力和防效最高,可在生产上推广使用。

新疆发现悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata(Say)发生与危害

【目的】研究我国新入侵生物悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata(Say)在新疆发生情况,简述悬铃木方翅网蝽形态特征、分布、发生与危害和防治技术,为新疆悬铃木方翅网蝽的防控提供依据。【方法】采用田间调查采样、室内观察、鉴定、查阅相关文献方法。【结果】悬铃木方翅网蝽在新疆阿克陶县巴仁乡、皮拉勒乡以及疏勒县库木西力克乡已发生危害,危害株率在7.73%~85.00%。【结论】悬铃木方翅网蝽在新疆发生为害。应组织开展对该虫的普查,明确该虫在新疆的分布、发生和为害情况,及时防控,避免该虫在新疆扩散蔓延和爆发。

斑翅果蝇气味结合蛋白OBP56h与小分子化合物的结合特征

【目的】克隆斑翅果蝇(Drosophila suzukii)气味结合蛋白56h(odorant binding protein 56h,OBP56h)基因,诱导表达斑翅果蝇OBP56h重组蛋白(DsuzOBP56h),研究其与小分子化合物的结合特性。【方法】通过RT-PCR并设计特异性引物克隆斑翅果蝇OBP56h ORF全长,从NCBI数据库中下载相似度高的昆虫气味结合蛋白序列,进行序列比对和分析。以NdeⅠ和XhoⅠ为酶切位点,将OBP56h连入pET-30a(+)原核表达载体,将重组质粒转入BL21(DE3)大肠杆菌感受态细胞。扩大培养阳性菌株,并用IPTG诱导表达DsuzOBP56h重组蛋白。收集菌液,通过超声波破碎细胞得到蛋白,利用Ni-NTA柱纯化蛋白,进行Tris-HCl透析,用BCA法测定蛋白浓度。蛋白用50 mmol·L-1 Tris-HCl(pH 7.4)稀释至终浓度2μmol·L-1,配基用色谱级甲醇稀释至终浓度1 mmol·L-1,以4,4′-二苯胺基-1,1′-联萘-5,5′-二磺酸二钾盐(4,4′-dianilino-1,1′-binaphthyl-5,5′-disulfonicacid dipotassium salt,bis-ANS)荧光探针为报告子,利用荧光竞争结合试验检测DsuzOBP56h蛋白与18种候选小分子化合物配基的结合特性。【结果】克隆获得了斑翅果蝇OBP56h的ORF全长,共405 bp,N-端含有19个氨基酸组成的信号肽,具有6个保守半胱氨酸位点,符合OBP的典型特征,与其同属的黑腹果蝇OBP56h进化关系最近。成功连入pET-30a(+)表达载体,在1 mmol·L-1 IPTG、28℃条件下诱导DsuzOBP56h蛋白表达,并过柱纯化得到目的蛋白。荧光光谱试验显示,荧光探针bis-ANS与DsuzOBP56h的解离常数为0.9568μmol·L-1,适合作为本试验中竞争性荧光结合试验的报告子;进一步的荧光竞争结合试验表明,在18种候选配基中,苦味物质盐酸小蘖碱和香豆素与DsuzOBP56h的结合亲和性较强,解离常数分别为12.16和17.93μmol·L-1,柚皮素与DsuzOBP56h的解离常数为25.32μmol·L-1,草莓叶片产生的一种对斑翅果蝇具有吸引作用的挥发性气味物质β-环柠檬醛也能与DsuzOBP56h结合,其解离常数为31.37μmol·L-1。【结论】斑翅果蝇气味结合蛋白OBP56h能与测试的多种植物苦味物质和挥发性气味物质结合,表明DsuzOBP56h很有可能参与斑翅果蝇对食物味觉和嗅觉的识别行为,研究结果可为理解斑翅果蝇的取食行为提供理论依据,并为开展斑翅果蝇的生态防控提供新思路。

烟粉虱味觉受体基因BtabGR1和BtabGR2的克隆与表达模式分析

【目的】烟粉虱(Bemisia tabaci)为世界性分布的重要农林入侵害虫,寄主植物种类众多,但对不同寄主植物存在嗜性差异,而味觉受体(gustatory receptor,GR)基因在其取食选择等行为中发挥重要作用。本研究通过克隆烟粉虱味觉受体GR1和GR2基因,明确其在烟粉虱不同发育期和成虫不同组织中的表达特性,为基因功能的深入研究提供依据。【方法】从烟粉虱MED隐种成虫头部转录组中筛选获得味觉受体基因序列,利用巢式PCR技术克隆获得两个味觉受体基因的完整开放阅读框(open reading frame,ORF)序列,两个基因分别命名为BtabGR1和BtabGR2,运用生物信息学软件对其编码氨基酸序列特征、结构域等信息进行预测,基于邻接法构建BtabGR1、BtabGR2与其他半翅目昆虫味觉受体基因的系统进化树,并利用实时荧光定量PCR方法分析两个基因在烟粉虱不同发育期(卵、1—4龄若虫和雌、雄成虫)和雌、雄成虫不同组织(头、胸、腹、足)中的表达情况。【结果】克隆获得BtabGR1和BtabGR2基因序列(GenBank登录号:OL845904和OL845905),完整开放阅读框为1287和1344 bp,分别编码428和447个氨基酸,预测蛋白分子量为48.54和51.50 kD,理论等电点为8.85和8.74,具有4个和6个跨膜结构域。氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示,BtabGR1和BtabGR2与其他半翅目昆虫GR28b和GR43a-like基因亲缘关系较近。发育期表达谱分析表明,BtabGR1和BtabGR2在烟粉虱的不同发育历期均有表达,其中BtabGR1在成虫中表达量高于其他发育期,而BtabGR2在卵中的表达量最高;组织表达谱结果表明,BtabGR1和BtabGR2在烟粉虱雌、雄成虫不同组织中均有表达,且均在成虫头部高表达。【结论】BtabGR1和BtabGR2具有昆虫味觉受体基因的典型特征,二者均在烟粉虱成虫头部高表达,推测两基因在烟粉虱寄主植物适应过程中发挥重要作用,可作为烟粉虱新型防控措施的潜在靶标。

二球悬铃木叶片挥发物与悬铃木方翅网蝽的相互作用研究

[目的]为了理解悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata(Say)与二球悬铃木间的和昆虫与寄主互作机制,本实验测定了悬铃木方翅网蝽取食对其寄主植物二球悬铃木的挥发性化合物的影响,以及该虫对这些化合物的行为反应。[方法]运用固相微萃取结合气相色谱与质谱联用技术,测定了不同为害时间段中悬铃木叶片挥发物的变化。通过"Y"形嗅觉仪检测了该虫对不同处理的悬铃木叶片和其挥发物成分的行为反应。[结果]随着为害时间的增加,挥发性化合物的种类和数量总体呈上升趋势。悬铃木未处理叶片中的挥发物有4种成分,包括:顺-3-己烯醇,1,8-桉叶素,(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯和反式-β-石竹烯。在为害后叶片中,共检测到9种挥发性化合物,除了上述4种成分外,新增加了α-侧柏烯,桧烯,月桂烯,顺-3-己烯醇乙酸酯和γ-松油烯。行为学研究发现,悬铃木叶片能显著地吸引悬铃木方翅网蝽,其中顺-3-己烯醇,1,8-桉叶素对该虫具有吸引作用,而反式-β-石竹烯具有趋避作用。[结论]悬铃木叶片被悬铃木方翅网蝽危害后会产生多种挥发物,其中一些挥发物能显著影响该虫的行为,可能在悬铃木方翅网蝽的寄主定位中起着重要的作用,另一些化合物可能参与悬铃木对该虫的间接防御反应。

烟粉虱MED隐种气味结合蛋白OBP8的克隆、原核表达及与植物挥发物的结合特性

烟粉虱为重要的入侵性经济作物害虫,对入侵地寄主植物存在选择性和偏好性。为明确烟粉虱气味结合蛋白(odorant binding protein,OBPs)的相关特性,通过克隆其OBP8基因Btab OBP8,进行同源基因进化关系分析,构建原核表达载体诱导表达重组蛋白,并利用基于荧光探针N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)的荧光竞争结合试验测试了Btab OBP8与不同寄主植物挥发物的结合功能。结果表明,Btab OBP8基因的开放阅读框全长480 bp,编码159个氨基酸,与半翅目其它害虫的OBP8基因进化关系较远。Btab OBP8蛋白重组后,4种化合物即β-紫罗兰酮、月桂烯、柠檬烯和P-伞花烃将1-NPN的相对荧光强度降低到50%以下,其中β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8的结合能力最强,解离常数分别为13.32μmol/L和21.53μmol/L。表明β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8具有良好的亲和力,推测Btab OBP8对β-紫罗兰酮和月桂烯的识别可能参与了烟粉虱对绿色开花植物的吸引和选择作用。

不同药剂对莲缢管蚜的毒力和防效评价

为筛选防治莲藕上莲缢管蚜的高效药剂,采用喷雾塔法测定7种药剂对莲缢管蚜的毒力,采用盆栽喷雾法评价各药剂的防效。结果表明:啶虫脒对莲缢管蚜的毒力最高,噻虫嗪的毒力最低,处理后24 h的LC_(50)分别为0.26 mg/L和4.92 mg/L。7种药剂毒力由高到低依次为啶虫脒>阿维菌素>苦参碱>甲氨基阿维菌素苯甲酸盐>溴氰虫酰胺>吡虫啉>噻虫嗪。3种新烟碱类药剂70%吡虫啉可湿性粉剂、25%噻虫嗪水分散粒剂、5%啶虫脒乳油的盆栽防效最高,药后1、3、7 d的防效均在95%以上;10%溴氰虫酰胺悬浮剂和1.8%阿维菌素乳油的防效次之,也达到90%以上,上述5种药剂对莲缢管蚜有较好的防治效果,可作为生产推荐用药。

草地贪夜蛾性诱剂配方筛选与田间应用效果评价

为更好利用性诱剂对国内草地贪夜蛾种群进行监测,通过风洞试验和田间试验对8种不同配方性诱剂进行了诱集效果比较。室内风洞试验结果表明:草地贪夜蛾雄蛾对3号诱芯(顺-9-十四碳烯乙酸酯∶顺-11-十六碳烯乙酸酯∶反-7-十二碳烯乙酸酯=100∶1∶1)的行为反应显著高于其余7种诱芯配方。田间试验结果表明:3号性诱剂的诱集效果最好,3 d诱蛾量达25.6头/诱捕器,显著高于其它性诱剂配方(0.2~6.8头/诱捕器)和市售性诱剂(7.6头/诱捕器)。因此,3号性诱剂配方具有较高的开发应用价值,未来可用于草地贪夜蛾的监测和防控工作。