为明确朝天椒(品种:BLTY2)叶片饲喂的斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫生长发育受到抑制的关键原因,本研究以人工饲料及牛角椒(品种:FXBX)叶片饲喂的斜纹夜蛾幼虫为对照,通过比较3种食料饲喂后斜纹夜蛾幼虫相关生理生化指标的变化,分析BLTY2辣椒叶片饲喂所致的斜纹夜蛾幼虫生长发育异常的原因.结果表明,朝天椒辣椒叶片饲喂的斜纹夜蛾幼虫生长发育速率滞后于牛角椒辣椒叶片及人工饲料饲喂的斜纹夜蛾幼虫,且每头幼虫的发育时长均显著延长(P＜0.05).饲喂后第1天、第3天、第4天、第5天、第6天和第7天,饲喂BLTY2辣椒叶片的斜纹夜蛾幼虫体内保幼激素(JH)含量均显著高于其他2种食料饲喂的斜纹夜蛾幼虫(P＜0.05).饲喂后第3天、第4天、第5天和第7天,饲喂BLTY 2辣椒叶片的斜纹夜蛾幼虫体内蜕皮激素(Ecd)含量均显著高于其他2种食料饲喂的斜纹夜蛾幼虫(P＜0.05).3种食料饲喂后斜纹夜蛾幼虫体内的几丁质酶(CHT)活性变化差异较大,而2种辣椒叶片饲喂后斜纹夜蛾幼虫体内的组织蛋白酶(CTS)活性变化趋势相似,且不同于人工饲料饲喂的斜纹夜蛾幼虫体内的CTS活性变化趋势.由此可见,BLTY2辣椒主要干扰斜纹夜蛾幼虫体内JH与Ecd的含量抑制其生长发育.本研究结果可为筛选具有抗虫活性的植物次生代谢物质奠定基础.

microRNA(miRNA)是一类长度约为23个核苷酸的非编码内源性小分子RNA,参与真核生物基因表达的调控,从而在生物发育和应对环境中起着重要的作用.为了探讨novel miRNA在害虫发育中的作用,本研究对斜纹夜蛾Spodoptera litura miRNA数据库中表达量较高的novel-m0287-3p进行了研究.通过生物信息学分析,确定了novel-m0287-3p是一个新的miRNA,并预测其可能靶向蜕皮激素受体EcRbl,表明novel-m0287-3p可能参与斜纹夜蛾发育的调控.双荧光素酶实验表明,novel-m0287-3p分别结合于EcRb13'非编码区的2个位点上.实时荧光PCR结果显示novel-m0287-3p和EcRb1均在斜纹夜蛾的中肠中表达.为了进一步揭示novel-m0287-3p对EcRb1表达的调控以及对幼虫发育的影响,本研究进行了体内实验.将novel-m0287-3p的模拟体类似物注射入斜纹夜蛾幼虫,结果显示斜纹夜蛾体内EcRb1的mRNA水平发生了下调,证明novel-m0287-3p能够抑制幼虫EcRb1的表达.向4龄第1天的斜纹夜蛾幼虫注射novel-m0287-3p后,幼虫的生长受到抑制;而注射斜纹夜蛾6龄幼虫则导致其化蛹滞后.研究结果表明,novel-m0287-3p可通过调控蜕皮激素受体EcRb1的表达,从而影响斜纹夜蛾的生长发育.

[目的]本研究旨在解析ATP合酶亚基α(ATP synthase subunit α,ATPs-α)在棉铃虫Helicoverpa armigera变态和发育中的功能机理.[方法]PCR扩增棉铃虫ATPs-α基因开放阅读框,并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测HaATPs-α在棉铃虫5龄蜕皮期和6龄第1-5天幼虫表皮、中肠和脂肪体中及外源20-羟蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)(0.1 mg/mL)处理后6龄幼虫表皮和脂肪体中的表达量;对棉铃虫6龄幼虫注射dsHaATPs-α,分析RNAi降低HaATPs-α的表达量对幼虫发育及变态及其体内ATP含量、海藻糖和葡萄糖含量以及海藻糖酶活性的影响.[结果]棉铃虫HaATPs-α的开放阅读框长1 677 bp,棉铃虫、草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda、斜纹夜蛾S.litura和粉纹夜蛾Trichoplusiani这4种鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)昆虫的ATPs-α氨基酸序列一致性为96.56％,且亲缘关系较近.表达模式分析结果显示,HaATPs-α在6龄第3天幼虫表皮和中肠中表达量最高,在5龄蜕皮期脂肪体中出现表达高峰;20E(0.1 mg/mL)处理较对照显著上调6龄幼虫中HaATPs-α的表达量.与对照组(注射dsGFP)相比,利用RNNAi敲低HaATPs-α表达量后,幼虫发育迟缓,幼虫体重显著下降,幼虫死亡率显著升高,化蛹率和成虫羽化率显著降低,ATP含量和海藻糖酶活性均显著降低,海藻糖含量显著升高,葡萄糖含量显著降低.[结论]HaATPs-α不仅控制棉铃虫ATP的产量,同时还影响着海藻糖和葡萄糖的含量,因此,HaATPs-α在幼虫变态中发挥着重要作用.本研究结果还可为将来利用ATPs-α作为有害生物防控的新靶标提供实验证据和理论依据.

寻求高效低毒的生物农药,是当今新型农药的发展方向,从植物中寻找生物活性物质是其中的一个重要方面.利用万寿菊不同部位的提取液对虫卵、菜青虫、斜纹夜蛾幼虫,以及对霉菌的致死致畸及抑制生长进行了实验研究,结果表明:万寿菊体内含有毒杀害虫的物质,根部提取液毒性最大,具毒物质主要分布在根部,毒性大小为根＞花＞茎.万寿菊根提取液对斜纹夜蛾幼虫、蚜虫、菜青虫等农业害虫毒杀作用最强,对引起霉病的霉菌也具有一定的抑制效果,能够抑制霉菌的生长.

[目的]在昆虫基因功能等相关研究中,通常需要利用单对交配策略来筛选纯合突变品系,如何在配对前确定个体基因型同时又不对昆虫造成损伤,显得尤为重要.本文旨在探讨利用末龄幼虫蜕和蛹壳进行单头昆虫的无损伤基因检测方法.[方法]针对大小不同的3种鳞翅目昆虫斜纹夜蛾Spodoptera litura Fabricius、二点委夜蛾Athetis lepigone M(o)schler和小菜蛾Plutella xyllostella Linnaeus,收集末龄幼虫蜕及蛹壳,利用常规分子生物学技术进行基因组DNA提取、靶标基因PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳检测、连接转化和单克隆测序验证.[结果]从斜纹夜蛾、二点委夜蛾末龄幼虫蜕和蛹壳提取的基因组DNA,以其为模板对GOBP1基因进行PCR扩增,产物经琼脂糖凝胶电泳检测得到单一、明显的条带,进一步经连接转化和单克隆测序得到目的序列;但南于小菜蛾末龄幼虫蜕和蛹壳太小,以同样方法提取的基因组DNA浓度太低,PCR产物经电泳检测,未能得到目的条带.[结论]对于与斜纹夜蛾和二点委夜蛾相近或更大的昆虫,可以利用单头末龄幼虫蜕或蛹壳提取基因组DNA,通过常规PCR技术克隆特定基因序列,为突变品系筛选过程中昆虫个体的无损伤基因型检测提供了方法.

[目的]明确外源茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)诱导的棉花防御对棉蚜Aphis gossypii及斜纹夜蛾Spodoptera litura发育的影响.[方法]采用4种浓度(0.5、1.0、2.0、4.0 mmol·L-1)的MeJA处理4片真叶期的棉苗,在处理后的1、3、5、7、15d测定棉叶中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)的活性及总酚含量;选择2种浓度(1.0 mmol.L-1、2.0 mmol.L-1)的MeJA处理棉苗,在处理后的棉苗叶片上接人棉蚜或斜纹夜蛾幼虫,记录并统计棉蚜若蚜的发育历期及单雌产蚜量、斜纹夜蛾幼虫的发育历期及幼虫重量的变化.[结果]不同浓度的MeJA处理后,棉苗POD、PPO活性及总酚含量均显著提高.0.5、1.0、2.0 mmol·L-1 MeJA处理棉苗5d后,棉苗POD活性达到最高水平,分别为对照的4.11倍、5.71倍、4.74倍.4种不同浓度MeJA处理棉苗15d后,棉苗POD活性均显著高于对照(P＜0.05);4种不同浓度MeJA处理棉苗3d后,棉苗PPO活性达到最高水平,分别为对照的1.7倍、2.1倍、2.16倍、2.71倍.2.0、4.0 mmol·L-1 MeJA处理棉苗15d后,棉苗PPO活性均显著高于对照(P＜0.05);0.5、1.0 mmol·L-1 MeJA处理棉花15d后,棉苗总酚含量达到最高水平,分别为对照的1.73倍、1.58倍.2.0、4.0 mmol·L-MeJA处理棉苗7d后,棉苗总酚含量达到最高水平,分别为对照的1.6倍、1.7倍;1.0、2.0 mmol.L-1 MeJA处理棉苗后,棉蚜若蚜的发育历期均为对照的1.07倍;棉蚜单雌产蚜量比对照减少20％、39.4％.斜纹夜蛾幼虫的重量比对照减少12.7％、34.2％;幼虫的发育历期为对照的1.22倍、1.25倍.[结论]4种浓度的外源MeJA处理均可显著提高棉花主要防御酶的活性及总酚含量,外源MeJA诱导的棉花防御对棉蚜、斜纹夜蛾的发育具有显著的抑制作用.

[目的]以湖南省郴州市烟田害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)历年虫情资料为例,探讨利用异地和前一年气象因子构建其当年害虫发生动态预测模型的可行性.[方法]收集整理2000-2013年长沙、2000-2015年郴州、广州、南昌4地历史气象资料(如:温度、湿度、降雨量、日照时数等)以及2000-2015年郴州地区烟田斜纹夜蛾的历史虫情(如:成虫和幼虫的年发生量等)资料,利用SPSS软件中逐步回归分析法和卡平方分析法构建和筛选有效的多因子预测模型.[结果]利用郴州市16年斜纹夜蛾虫情资料,郴州、长沙2个不同地区对应年份的共170个气象因子,广州、南昌2个不同地区对应年份的共104个气象因子,按回归模型(方程)满足①总体或某因子显著水准P≤0.05;②多重共线性方差膨胀系数最大值VIF≤5;③理论模拟值或预测值与实测值的x2适合性检验值(Kar1.Pearson)P(x2)≥0.05的3个基本条件,筛选模型中的影响因子和有效预测模型,共获得显著影响因子67个,建立显著有效模型16个.卡方检验结果表明,16个模型的全部回测结果均满足x2＜x20.995,即所建这些模型的回代预测值与实测值几乎完全相同;对未参与建模的年份的幼虫成虫进行预测,共获得4组卡方累计值,第1组满足x2＜x20.995,第2组满足x2＜x20.950,第4组满足x2＜x20.500,第3组满足x2＜x20.250.[结论]合理利用异地和前一年气象因子预测同一地点当年害虫年发生动态的方法是准确可行的.该方法与以往仅利用当年和本地气象因子进行预测的方法相比,具有明显的下列优点:①可提前发布长期预报的时间;②某地只要有足够时长的系统的历史虫情资料积累,即便没有当地对应的历史气象资料,同样可以开展预测模型的构建.而以上两点正是人们一直在寻求要解决的现实问题,因此本研究结果具有较强的可实用性和可推广性.

[目的]昆虫解毒酶系统是昆虫适应植物次生物质的主要机制,研究调控解毒酶基因表达的miRNA将发现可用于害虫防治的靶标分子.本研究旨在探究Sli-miR-34-5p对斜纹夜蛾Spodoptera litura中应对植物次生物质的解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因的调控作用.[方法]通过实时荧光定量PCR检测Sli-miR-34-5p在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫进食芥菜Brassica juncea后中肠中的表达;在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫体内及细胞株中超表达Sli-miR-34-5p模拟体类似物(mimics)或抑制剂(inhibitors),采用实时荧光定量PCR和Western blot分析Sli-miR-34-5p已知或推测的靶基因的表达变化;利用双荧光素酶报告系统验证Sli-miR-34-5p对靶标基因的表达调控作用;采用生物信息学方法预测Sli-miR-34-5p可能的靶基因,以了解其可能的作用机理.[结果]结果表明,Sli-miR-34-5p在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫进食芥菜24和48 h时的中肠中表达显著上调.在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫血淋巴中超表达Sli-miR-34-5p mimic,进食芥菜的斜纹夜蛾中SlGSTe1转录上调;反之,超表达Sli-miR-34-5p inhibitor,SIGSTE1蛋白水平显著下调.在斜纹夜蛾Spli-221细胞株中添加芥菜次生物质吲哚-3-甲醇(I3C),Sli-miR-34-5p和SlGSTe1的表达量均呈现上调的趋势;此外,在细胞中转染Sli-miR-34-5p mimic,SlGSTe1的表达水平明显上调.然而,生物信息学预测和双荧光素酶报告系统检测结果显示,Sli-miR-34-5p并不直接作用于靶基因SlGSTe1.[结论]研究结果提示Sli-miR-34-5p通过促进斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶基因SlGSTe1的表达而参与斜纹夜蛾应对植物次生物质的胁迫.

革兰氏阴性结合蛋白(Gram-negative bacteria binding proteins,GNBPs)是昆虫天然免疫系统中的一类重要模式识别受体,在识别病原微生物表面的相关分子模式中发挥着重要作用.为了解模式识别蛋白GNBP如何免疫应答病原微生物应激,本研究利用RT-PCR结合RACE技术克隆获得斜纹夜蛾革兰氏阴性结合蛋白GNBP1基因(SlGNBP1).斜纹夜蛾SlGNBP1基因(GenBank登录号:JF313110)全长cDNA序列为1 448 bp,开放阅读框(ORF)序列长1 302 bp,编码433个氨基酸残基.生物信息学分析序列表明SlGNBP1蛋白序列含有βGRP(β-1,3-glucan recognition protein)家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域(Glyco_hydro_ 16),有3个N-糖基化位点,19个O-糖基化位点,42个磷酸化位点.系统进化树和同源性分析表明斜纹夜蛾SlGNBP1基因与其它鳞翅目昆虫的βGRP1基因的同源性很高,其中,斜纹夜蛾SlGNBP1基因与棉铃虫和柑橘凤蝶的βGRP序列相似度最高,相似度分别为79％和66％,S1GNBP1蛋白序列中有4个保守的半胱氨酸位点,富含12个色氨酸,由于两个葡聚糖酶活性位点突变而失去葡聚糖酶活性.利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测斜纹夜蛾SlGNBP1基因的时空表达模式,结果表明SlGNBP1基因在斜纹夜蛾整个发育历期都表达,其中4龄幼虫表达量最高;组织分布表明SlGNBP1基因在斜纹夜蛾的表皮、脂肪体、中肠、卵巢和血细胞中均有表达,其中脂肪体为主要表达部位.将绿僵菌、玫烟色棒束孢、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌、大肠杆菌和粘质沙雷氏菌6种病原微生物分别注射4龄斜纹夜蛾幼虫后,对SlGNBP1基因进行mRNA水平检测.RT-qPCR检测表明SlGNBP1在不同诱导时间点与对照相比,均呈现明显上调表达,但诱导程度不同,诱导18-24 h后达到峰值,且SlGNBP1基因对粘质沙雷氏菌最为敏感,与对照相比提高了约100倍.以上结果表明SlGNBP1基因可能在斜纹夜蛾先天免疫应答反应中通过识别病原微生物表面的相关分子模式而发挥作用,可能成为斜纹夜蛾生物防治的新靶标.

植物地上与地下植食性天敌常因同一寄主植物而发生复杂的相互作用,互作类型因天敌的食性而异.本研究以乌桕地下病害南方根结线虫、 地上害虫(专食性癞皮夜蛾Gadirtha inexacta、 广食性斜纹夜蛾Prodenia litura)为研究对象,比较被南方根结线虫侵染的乌桕叶片对2种不同食性昆虫生长指标(末龄幼虫体重、 相对生长速率)和营养利用(取食量、 消化率、 转化率)的影响差异.结果表明,线虫处理组癞皮夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、 相对生长速率和转化率均显著低于对照组,而取食量和消化率无显著差异;线虫处理组斜纹夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、 相对生长速率、 取食量及转化率均显著高于对照组,但消化率差异不显著.由此说明,根结线虫对两种地上昆虫生长发育和营养利用的影响受到天敌食性的影响:线虫侵染对癞皮夜蛾幼虫产生抑制效应,而对斜纹夜蛾幼虫产生促进效应.