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。

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。

基于数字图像棉花黄萎病诊断与防治的管理远程监测

【目的】获得病害的典型病害植被指数特征及其病害防治管理,为诊断和防治棉花黄萎病提供有效工具,为病害监测模型和防治管理提供决策支撑。研究冠层图像RGB至HIS空间的变换与典型病害植被指数的关系,通过Relief-F算法获得棉花黄萎病症状变化敏感的特征,构建病害监测模型。【方法】采集与结构、叶绿素相关的植被指数与棉花黄萎病症状特征的数字图像,与病害植被指数和病害严重度等级的识别有较好的对数关系。获得病害症状特征变化的典型谱段,构建棉花黄萎病病情指数,建立病害病情监测模型。【结果】获得与棉花叶片结构、叶绿素相关的植被指数和棉花黄萎病症状特征的数字图像,与不同严重度病害植被指数和病害严重度等级的诊断具有对数关系。提取棉花黄萎病症状特征变化的典型谱段,构建病害监测模型,建立防控棉花黄萎病数据的安全架构。【结论】实现获取棉花黄萎病病害的发病情况的监测和病害防控管理,为棉花黄萎病大面积精准监测和防控提供新的思路。

植物果胶甲酯酶应答病虫抗性与耐铝胁迫的研究进展

不同程度的果胶脱甲基化赋予了细胞壁不同的功能,在细胞发育过程中起重要作用。果胶甲酯酶是一种细胞壁蛋白,主要催化细胞壁中果胶的去甲基化反应,在果胶代谢过程中起关键作用。此外,果胶甲酯酶与植物抗逆性、生长发育机制以及铝胁迫影响植物生长方面密切相关。随着人们生活水平的日益提高,从分子层面对植物进行研究,保障食品安全逐渐成为研究热点。本研究对果胶甲酯酶的两种结构模型、三种作用模式、应答病虫抗性及铝胁迫等方面进行总结,为进一步提高植物PME的表达提供参考。