基于转录组的赤斑白条天牛嗅觉相关基因分析

【目的】鉴定赤斑白条天牛(Batocera rufomaculata)嗅觉相关基因,筛选其中的差异表达基因(DEGs),为探明赤斑白条天牛嗅觉机制和基于嗅觉识别的天牛生物防治新途径研究提供理论支撑。【方法】采用Illumina NovaSeq6000测序平台对赤斑白条天牛触角、跗节和残体进行转录组测序,利用测序数据组装、注释、数据库序列检索、序列比对及差异基因分析等生物信息学分析方法挖掘嗅觉相关基因。【结果】转录组测序共获得137405条Unigenes,平均长度774 bp,N50为1462 bp,GC含量42.93%。通过同源比对共鉴定出289个嗅觉基因,包括45个OBPs、22个CSPs、50个ORs、20个IRs、26个GRs、7个SNMPs、8个CXEs、82个CYPs、19个AOXs和10个GSTs基因。通过比较所有样本的转录组,共筛选到8861个DEGs,其中2713个上调表达、6148个下调表达。基因功能注释和信号通路富集分析结果表明,有3613个DEGs注释到GO功能的生物学过程、细胞组分和分子功能,其中以生物学过程的占比最高,为34.87%;有4002个DEGs注释到KEGG数据库,参与96条通路。进一步对嗅觉基因进行分析发现,有114个嗅觉基因表达差异显著,其中79个上调表达、35个下调表达;OBP22、OBP29、CSP10、CSP15、SNMP1、OR41、CXE2和CYP10基因在触角中的表达量均高于其他组织,CSP10和CSP15基因在雌虫中偏好表达,CYP34基因在雄性中偏好表达,且在跗节中高表达。【结论】筛选到赤斑白条天牛OBPs、CSPs、ORs、IRs、GRs、SNMPs、CXEs、CYPs、AOXs和GSTs等嗅觉相关基因。推测触角中高表达的OBPs和CSPs基因对赤斑白条天牛雌雄虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用,在雌虫中偏好表达的CSPs基因可能在雌虫寻找产卵场所过程中发挥重要作用。

云南洱海水生双翅目昆虫区系初步分析

为弄清洱海水生双翅目昆虫特征,在查阅资料的基础上,对洱海水生双翅目昆虫区系进行分析。结果表明,洱海共有水生双目昆虫5科41种。在东洋区分布种36种,87.80%。但也有较多古北区成分,在古北区分布有25种,占60.98%,洱海水生双翅目昆虫东洋区特征显著,但具有明显的古北区特性,同时在其他动物区系也有一定分布。在中国动物区系中,西南区均有分布,但华中、华南和西南区共有成分较多,表明3个分布区关系密切,同时在其他区中也有一定分布。

云南切梢小蠹气味结合蛋白的分子对接

为研究云南切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)参与其嗅觉识别过程的机理,基于气味结合蛋白、绿叶挥发性物质的三维结构,采用分子对接方法对云南切梢小蠹OBP与3个绿叶挥发性物质可能的结合方式和结合能力进行模拟,结果表明,(E)-2-己烯醇较其他2个小分子而言更容易与云南切梢小蠹OBP结合,形成稳定的氢键。(E)-2-己烯醇与Tyun OBP2结合能最低,更容易与Tyun OBP2结合,Tyun OBP2与小分子物质的结合,可能通过占有该蛋白与寄主气味结合的空间或者通过改变Tyun OBP2三维结构,导致Tyun OBP2难以识别寄主松树散发的气味。

沉香暴食害虫黄野螟性信息素分泌源EAG和GC-MS分析

为了探究黄野螟雌蛾性信息素腺体的具体部位,将雌蛾解剖为头、胸、腹、翅4部分,分别使用其挥发性气味对雄蛾进行触角电生理(EAG)检测,确定雌蛾腹部挥发物可以刺激黄野螟雄蛾产生最强的电生理响应。通过使用雌蛾腹部前、中、后3段的挥发物信号刺激雄蛾触角的电生理检测,进一步发现雌蛾腹部中段挥发物信号对雄蛾触角具有最强电生理活性,指示雌蛾腹部中段最可能是雌蛾性信息素释放的主要部位。另外,对雌蛾腹部3段结构提取挥发物的气相色谱-质谱联(GC-MS)检测和总离子图(TIC)对比,结果发现腹部中段挥发物成分中具有2个雌虫特异性成分,为该组织最强电生理活性提供了可能的物质基础。该研究结果为进一步鉴定开发黄野螟的高效性诱剂确定了成分来源的重要基础。

生防木霉SS003菌株(Trichoderma atroviride)的固体发酵工艺研究

为了探索酷绿木霉SS003菌株固体发酵产孢子的较优工艺条件。分别以酷绿木霉SS003菌株为供试菌和以玉米秸秆、麦麸发酵基质,分别进行了固体发酵培养基配方和固体发酵条件的优化筛选,试验设计均采用单因索试验。试验最终检测方法采用血球计数板倍量稀释法镜检孢子量(108个/g)。分别获得了酷绿木霉SS003菌株产孢固体发酵的较优培养基配方和较优固体发酵条件,即80目的玉米秸秆与麦麸配比1∶3,接种1×106个/mL的SS003孢子液,保持含水量55%和充分通气,培养11 d后,酷绿木霉SS003菌株固体发酵产孢量达到最大(76.14×108个/g)。初步探索到绿木霉SS003菌株固体发酵产孢的较优工艺条件,为该菌的深入研发提供了有益的试验数据。

马铃薯幼苗的抗旱特性及磷钾肥对其抗旱性的影响

研究马铃薯幼苗干旱适应机理和外施磷钾肥抗旱性能,为马铃薯耐旱品种的选育以及通过施用磷钾肥提高其抗旱性能提供理论依据。采用温室盆栽技术,通过不同梯度的干旱胁迫和不同时间的干旱锻炼处理,测定马铃薯幼苗的相关生理指标,并进一步外施磷钾肥后测定抗旱系数。结果表明,在4种干旱胁迫处理下,马铃薯幼苗各器官(根、茎、叶)的干物质积累、干物质积累总量、相对生长率均受到抑制,呈现下降趋势;生物量的分配方式(根冠比)发生改变,呈现生物量向根部运输,水分利用效率随干旱胁迫的增加而提高;适度的干旱锻炼(1、2 h)能降低SOD活性,但能提高POD和CAT活性,而过度的干旱锻炼(3、4 h)能提高SOD活性,但降低了POD和CAT活性;外施浓度为0.3%的磷钾肥,在重度干旱胁迫下可显著提高马铃薯的抗旱性能。