[目的]甲氨基阿维菌素苯甲酸盐是高效治理鳞翅目(Lepidoptera)害虫的新型抗生素类生物源杀虫剂.本研究旨在探究甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对水稻害虫白背飞虱Sogatella furcifera的亚致死效应.[方法]采用稻茎浸渍法以不同浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理的水稻苗饲养白背飞虱3龄若虫,72 h后计算甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对白背飞虱3龄若虫的LC10,LC25和LC50值;采用稻茎浸渍法以LC10,LC25和LC50浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理的水稻苗饲养白背飞虱3龄若虫48 h,测定F0代雌成虫寿命和单雌产卵量;统计F1代卵历期、1-5龄若虫历期、成虫寿命、成虫前历期、总发育历期、成虫产卵前期、成虫总产卵前期和单雌产卵量,构建年龄-龄期两性生命表;利用Timing-MSChart软件预测白背飞虱未来60 d种群动态.[结果]处理72 h时甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对白背飞虱3龄若虫的LC50,LC25和LC10值分别为0.831,0.222和0.068 mg/L.与对照组相比,LC10,LC25和LC50浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理使白背飞虱F0代雌成虫平均寿命分别缩短了 7.19％,24.81％和34.21％,单雌产卵量分别减少22.24％,31.22％和41.53％;LC25浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理显著延长了 F1代5龄雌若虫历期,LC50浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理显著延长了 F1代雄成虫寿命和总发育历期,LC25和LC50浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理显著延长了 F1代成虫产卵前期和总产卵前期,且显著降低了内禀增长率(r)和周限增长率(λ);LC50浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理下F1代净增殖率(R0)显著降低,LC25浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理下F1代平均世代周期(T)显著延长;LC10,LC25和LC50这3个亚致死浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理明显抑制了白背飞虱种群增长.[结论]亚致死浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐胁迫会显著影响白背飞虱成虫寿命和繁殖能力,并降低其后代种群数量,该研究结果可为农业田间科学防治白背飞虱提供理论依据.

[目的]探究葫芦科和茄科寄主果实对南亚果实蝇生长、发育和繁殖的影响.[方法]构建南亚果实蝇在南瓜、黄瓜、冬瓜和西红柿上的种群生命表,评价南亚果实蝇在 4 种寄主上的适应性.[结果]南亚果实蝇在南瓜上的成虫前期存活率(87.96%)和繁殖力(361.26 粒·雌-1)均显著高于南亚果实蝇在黄瓜(80.00%和288.34 粒·雌-1)、冬瓜(72.03%和84.80 粒·单雌-1)和西红柿(69.69%、76.55 粒·单雌-1)上的成虫前期存活率和繁殖力.以南瓜为寄主的南亚果实蝇的内禀增长率(0.10)和净增值率(90.63)显著高于以黄瓜(0.08 和 74.37)、冬瓜(0.07 和 35.62)和西红柿(0.07 和 26.03)为寄主的南亚果实蝇内禀增长率和净增值率.[结论]南亚果实蝇在 4 种寄主上均能完成世代周期,但是南瓜是南亚果实蝇最适宜的寄主.

为了探究草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda J.E.Smith在不同寄主上的适应性,本试验采用室内饲养观察法比较其取食玉米Zea mays L.和水稻Oryza sativa L.叶片后的发育、存活和繁殖,同时,对草地贪夜蛾4龄幼虫肠道进行解剖,运用代谢组学分析方法,探究幼虫在分别取食两种寄主植物(玉米/水稻)后肠道代谢谱的差异,筛选与不同寄主取食相关的重要代谢物及代谢通路.结果显示,相较取食玉米叶片(对照组),取食水稻叶片(试验组)的世代周期延长(38.05±0.35 d),成虫前期存活率下降(0.46±0.01),生命表参数中净繁殖力R0(191.68±33.54)、内禀增长率r(0.125±6.77)、周限增长率λ(1.133±7.65)均低于对照组;肠道代谢谱中,共有750个差异代谢物,其中下调587个,上调163个,取食水稻叶片较取食玉米叶片的草地贪夜蛾幼虫肠道中,下调的差异代谢物主要包括组氨酸、α-亚麻酸(ALA)和莽草酸;上调的代谢物有天冬酰胺基半胱氨酸以及N-乙酰氨基甲酸等,这些代谢物涉及氨基酸代谢和脂质代谢等通路.本研究结果可为草地贪夜蛾取食不同寄主的适应机制提供了线索.

高等植物通常从种子萌发开始,经过营养生长和生殖发育后重新形成种子,由此完成世代更迭.种子中积累的碳水化合物、脂质、蛋白质及mRNA等大分子物质对于维持其发芽潜力至关重要,其中部分mRNA可长期保存而不被降解,被称为长寿命mRNA(即long-lived mRNA).在水稻(Oryza sativa)中,与萌发相关的long-lived mRNA在花后10-20天开始转录积累,花后20天至种子完全成熟期间,一些与休眠和胁迫响应相关的long-lived mRNA转录并保存在细胞中.Long-lived mRNA种类繁多,主要包括蛋白质合成类mRNA、能量代谢类mRNA、细胞骨架类mRNA及逆境响应相关的mRNA,如小热激蛋白和LEA家族蛋白.Long-lived mRNA的转录组分析表明,很多基因的启动子区域都包含脱落酸(ABA)或赤霉素(GA)相关的顺式作用元件,拟南芥(Arabidopsis thaliana)atabi5突变体种子中约有500个不同于野生型的差异表达long-lived mRNA,暗示ABA和GA是影响long-lived mRNA种类的关键激素.Long-lived mRNA通常与单核糖体和RBP蛋白交联在一起,以PBs(P-bodies)形式存在于细胞中,保护mRNA不被降解.与种子休眠相关的long-lived mRNA在种子后熟过程中逐渐被降解,而且一些特定long-lived mRNA的氧化修饰是种子打破休眠的一种生物现象.在种子长期贮藏过程中,long-lived mRNA的随机降解直接关系到种子的寿命和活力,保留下来的mRNA在种子吸胀初期被翻译成蛋白质,促进种子在吸胀早期快速萌发.该文综述了种子重要储存物质long-lived mRNA的特征和功能,并提出了本领域需要进一步研究的科学问题,以期为深入理解种子休眠、萌发与寿命的分子机制提供参考.

[目的]德夸菌素(decoyinine,DCY)是一种新型植物生长调节剂.本研究旨在探究DCY浸种处理对商用水稻品种徐稻10与湘两优900抗褐飞虱Nilaparvata lugens的影响.[方法]利用年龄-龄期两性生命表测定和比较了褐飞虱初孵若虫取食不同浓度[0(清水对照),25,50和100 mg/L]DCY浸种处理的徐稻10和湘两优900植株后的生长发育、成虫繁殖力及种群生命表参数,并模拟其60 d内的种群增长情况.还调查了 100 mg/L DCY浸种处理对褐飞虱雌成虫蜜露分泌量、体重及取食和产卵偏好的影响.[结果]与取食对照稻株相比,褐飞虱初孵若虫取食不同浓度DCY浸种处理的徐稻10植株后,若虫历期显著延长,成虫繁殖力(单雌产卵量)显著下降,种群参数净增殖率R0、内禀增长率rm和周限增长率λ显著降低,平均世代周期T和种群倍增时间DT显著升高;褐飞虱初孵若虫取食不同浓度DCY浸种处理的湘两优900植株后,若虫历期显著缩短,单雌产卵量显著下降,仅平均世代周期T显著升高,其他种群参数无显著差异.在两种水稻上,60 d种群模拟的结果表明3个处理组的种群大小都小于对照组的.取食100 mg/L DCY浸种处理的徐稻10与湘两优900稻株的褐飞虱雌成虫的蜜露分泌量和体重都显著低于取食对照组稻株的.取食和产卵选择试验表明,褐飞虱雌成虫更倾向于在对照稻株上取食和产卵.[结论]DCY浸种处理徐稻10与湘两优900后会提高其对褐飞虱的抗性.

[目的]明确高温处理对七星瓢虫Coccinella septempunctata生长发育及繁殖的影响.[方法]基于设施环境内两个代表区域(植株覆盖层和植株上表层)的高温现状,利用人工气候箱模拟设施高温环境,测定不同高温(37和42 ℃)(恒温)及其组合(变温)对七星瓢虫生长发育及繁殖的影响试验,并使用年龄-龄期两性生命表TWOSEX-MSChart等软件对生长发育、繁殖力、存活率等生命表参数数据进行分析处理.[结果]温度越高和高温持续时间越长,七星瓢虫的发育越快,寿命越短,生殖力越低.七星瓢虫在42℃恒温和25～42 ℃变温条件下无法完成发育,其寿命分别为3.43和4.70 d;在37℃恒温条件下可以完成发育,但生殖力为0,未成熟期为11.67 d,成虫寿命为7.75 d,初羽化成虫体重为0.0207 g,均显著低于对照(25℃恒温下的)的相应指标(分别为未成熟期17.64 d,成虫寿命51.51 d,初羽化成虫体重0.0277 g);25～37℃变温条件下七星瓢虫可以发育和繁殖,但卵的孵化率为0,未成熟期为15.16 d,成虫寿命为22.84 d,产卵期为4.57 d,产卵量为41.86粒/雌,初羽化成虫体重为0.0220 g,总生殖率(gross reproductive rate,GRR)为17.213,内禀增长率(rm)为0.072 d-1,周限增长率(λ)为1.075 d-1,净增殖率(R0)为5.749,平均世代周期(T)为21.188 d,均显著低于对照的相应指标(分别为产卵期28.28 d,产卵量1 410.52粒/雌,初羽化成虫体重0.0277 g,总生殖率708.110,内禀增长率0.256 d-1,周限增长率1.293 d-1,净增殖率673.205,世代周期25.304 d);特殊地,25～37 ℃变温下的3龄幼虫历期(2.19 d)显著长于对照(1.89d),而37℃恒温下的3龄幼虫历期(1.15 d)显著短于对照,25～37 ℃变温下的成虫产卵前期(APOP)长于对照,但二者无显著性差异.[结论]七星瓢虫无法适应42℃恒温和25～42 ℃变温条件,可以适应37 ℃恒温和25～37℃变温条件,但37 ℃恒温条件不能生殖,25～37 ℃变温条件下产卵量显著降低,且卵不能孵化.结果说明高温可对七星瓢虫的生殖发育和繁殖产生显著影响,在设施条件下应用七星瓢虫进行害虫防治具备一定可行性,但相较夏季,更适宜在春、秋季节使用.

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一.发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义.本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2∶3,利用Maize6H-60K基因芯片分别对亲本及F2群体进行基因型分析,并通过ICIM、GCIM和dQTGseq 3种方法对F2和F2∶3群体的穗长进行QTL定位.结果表明,3种方法共定位到7个与穗长相关QTL位点和43个QTNs,解释了 2.04％～10.24％的表型变异.交叉分析不同方法得出的定位结果,在6号染色体上发现一个调控穗长的稳定QTLqEL6.01.根据定位区间内基因注释的结果,并结合参考基因的表达谱数据,共筛选出5个在雌穗中表达的候选基因:Zm00001d035514、Zm00001d035526、Zm00001d035537、Zm00001d035553和Zm00001d035535.本研究结果为玉米穗长基因的克隆及育种改良奠定了基础.

目的 探讨五指山小型猪近交系不同世代及其 GGTA1/b4GalNT2 基因敲除猪繁育后个体外周血红细胞 aGal表达水平,为开发应用提供科学依据.方法 利用异硫氰酸荧光素(FITC)分离技术,对五指山小型猪近交系不同世代及其 GGTA1/b4GalNT2 基因敲除猪繁育后代外周红细胞 aGal表达水平进行了测定研究.结果 组 1 近交系F27-2826 头小型猪红细胞 aGal免疫荧光反应百分数平均值为 56.17%(16.2%～86.2%);组 2 F248 头小型猪平均值为 65.39%(35.5%～99.2%);组 3 F19-2121 头小型猪平均值为 82.15%(38.8%～89.4%).组 1 与组 3 之间平均值差异有统计学意义(P<0.05);进一步分析发现组 1 与组 2、组 2 与组 3 相比,个体红细胞 aGal免疫荧光反应百分数代间分别下降 3.07%和 4.19%.组 4 中有 8 头 GGTA1/b4GalNT2 基因敲除猪繁殖后代和 1 头已知为 GGTA1/b4GalNT2+hCD46+hCD55+hTBM 五基因修饰纯合子猪的红细胞 aGal免疫荧光反应测定值均为 0.1%,与对照组结果一致.参与测定的 8 头 GGTA1/b4GalNT2 基因敲除猪繁育后代为纯合子个体.同胞兄妹 F27 两头 aGal低表达量为 16.2%和 19.5%,均低于 GGTA1/b4GalNT2 基因敲除杂合子后代猪平均值 31.03%.结论 随近交系推进其个体红细胞 aGal表达量逐步降低;8 头 GGTA1/b4GalNT2 基因敲除猪繁育后代为纯合子个体;近交系 F27 两头为 aGal低表达个体.

远缘杂交及多倍化是物种形成和种质创新的基础,将陆地棉与野生瑟伯氏棉进行远缘杂交及染色体加倍获得可育杂种.旨在将瑟伯氏棉的有益农艺性状转移到陆地棉中,拓宽陆地棉的遗传基础.以陆地棉为母本,瑟伯氏作父本进行远缘杂交合成杂种F1,并进行染色体加倍,获得异源六倍体,对F1 及异源六倍体进行形态学、细胞学、生理生化及SSR分子标记鉴定.形态学鉴定结果表明,异源六倍体植株整体与杂种三倍体相似,介于双亲之间,异源六倍体的雄蕊多于亲本及F1,有淡红色的花斑,与亲本及F1 都不同.细胞学鉴定表明,随着倍性的增加,气孔密度呈下降趋势,而气孔长度、叶绿体数和花粉粒直径均呈上升趋势;杂种三倍体(F1)和异源六倍体的减数分裂行为表明,二者的减数分裂均有正常和异常行为,三倍体中的多分体较多,而六倍体正常四分体明显增多.三倍体的多分体中,正常四分体占比为 24.33%;六倍体的多分体中,正常四分体占比为 82.17%,表明六倍体的育性在恢复.生理生化结果表明,酶的活性随不同世代倍性的增长而升高.SSR鉴定结果表明,三倍体杂种和异源六倍体既扩增出了父母本的条带,同时也扩增出了新的特异性条带,表明远缘杂交过程中产生了染色体重组现象.通过远缘杂交成功合成陆瑟杂种,通过染色体加倍成功获得了可育的异源六倍体.

为了明确不同温度和亲代产仔日龄对豌豆蚜子代色型分化的影响,在室内15、22、26℃三个温度条件下,采用离体叶片单头继代饲养法,选取红、绿两种色型豌豆蚜F0～F5代成蚜第2、7、12天所产的1龄若蚜,分别连续诱导观察5代,逐代统计红、绿亲本色型豌豆蚜子代中的红、绿色型豌豆蚜比例.结果表明:豌豆蚜子代色型分化受温度和亲代产仔日龄的影响.在15℃,红色型豌豆蚜易分化出绿色型豌豆蚜;在26℃,绿色型豌豆蚜易分化出红色型豌豆蚜;而在22℃红绿色型豌豆蚜亲本产生的非亲本色型后代比例明显较15和26℃低(P＜0.05).此外,不同亲代产仔日龄对子代色型分化也具有一定的影响.亲本产仔日龄不仅影响子代色型分化比例,而且影响豌豆蚜子代出现色型分化时间的早晚(P＜0.05),表明红、绿两种色型豌豆蚜亲本后代开始发生色型分化世代的早晚与同一温度下不同产仔日龄有关.