尽管节肢动物类(主要指昆虫纲和蛛形纲)病媒和害虫的综合治理取得了较大进展,但其对公共卫生及人类健康仍造成巨大威胁,且这种情形随着全球化、城市化和常规杀虫剂滥用以及抗药性的发展变得更加严峻.有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类常规杀虫剂在历史上对保护人类和动物免于病媒生物和其他城市害虫的侵害起着重要作用,但这些杀虫剂对环境和非靶标生物的不良影响在全球范围内也越来越受到关注.20世纪70年代以来,随着对节肢动物生物学的深入了解,基于昆虫生长调节剂的软性杀虫剂的研发受到了极大的重视.传统杀虫剂因具有易获得和见效快等优点已被使用者和公众广泛接受,软性杀虫剂的研发经历曲折.然而,基于昆虫激素类似物、模拟物或者激动剂以及几丁质合成抑制剂的软性杀虫剂在很多方面也取得了长足的进展.软性杀虫剂中发展和使用最成功的案例是保幼激素类似物(比如烯虫酯、烯虫乙酯和烯虫炔酯),已经应用于多种病媒生物和环境害虫的治理.最近,S-烯虫酸叔丁酯的诞生又带来了新的成功机遇.保幼激素模拟物吡丙醚和苯氧威因在病媒生物和其他害虫治理中具有显著的应用价值也得到了较好的研究和开发.保幼肽因其生物活性和作为多肽可以预期的环境安全性,近年来再次引起人们的关注.相比保幼激素类似物,蜕皮激素受体激动剂对靶标生物具有更宽的敏感窗口期,研发潜力巨大.几丁质合成抑制剂因其作用方式独特和杀虫谱广而备受重视.总之,不管软性杀虫剂单独使用,还是与传统杀虫剂联合使用,在不久的未来都将在病媒生物及其他城市害虫的治理方面发挥重要作用.

目的 调查多哥冈比亚按蚊(Anopheles gambiae s.l.)中kdr和ace-1的等位基因突变,为该地区蚊媒传染病防制提供科学依据.方法 蚊虫样本采集自多哥2个疟疾高发地区东莫诺(Est-mono)和阿涅(Anié)的6个村庄.所有蚊虫均用于蚊种鉴定以及kdr和ace-1基因分型.结果 An.coluzzii和An.gambiae是在6个采集地点发现的2个冈比亚按蚊复合组中的近缘物种,其中An.gambiae占主导地位,占比约为96.53%.在所有检测到的蚊虫样品中,冈比亚按蚊复合组在kdr 1014位点具有高频率的突变,其中An.gambiae在奥古库利代(Ogou koulidé)、巴纳(Bana)、阿福莱(Afolé)地区突变频率达到100.0%,凯普西(Kepssi)、伊格博梅吉(Igbomedji)的突变频率为97.5%,科洛科佩(Kolocopé)地区突变频率为91.1%,1014F的等位基因频率为85.5%～100.0%,3个地区的An.coluzzii 1014位点的突变频率均为100.0%,1014F的等位基因频率为90.0%～100.0%,突变纯合度较高.An.gambiae在kdr 1575的突变频率为6.6%～24.3%,1575Y的等位基因频率为3.2%～12.2%,所有检测到的突变类型均为杂合突变,An.coluzzii的1575位点未检测到突变.冈比亚按蚊复合组在ace-1基因的119位点也检测到了突变,其中An.gambiae的突变频率为8.8%～15.0%,119S等位基因频率为4.4%～7.5%,An.coluzzii的突变频率为0～20.0%,119S等位基因频率为0～10.0%,所有检测到的119S突变均为杂合突变.结论 由于本研究中检测到的多哥冈比亚按蚊kdr突变频率很高,疟疾蚊媒可能对拟除虫菊酯类杀虫剂已产生高度抗性,同时可能对有机磷或氨基甲酸酯类杀虫剂也产生一定的抗性.提示当地相关病媒管理部门在今后的疟疾病媒控制及耐药性管理规划中应着重考虑杀虫剂耐药问题,并定期进行监测.

新烟碱类杀虫剂被广泛用于防治作物病虫害,然而过度使用导致的药物残留始终是一个不容忽视的问题,如噻虫嗪(Thiamethoxam)在我国主要蜜源植物油菜、棉花等的广泛应用,对授粉昆虫健康带来严重威胁.本文通过综述近几年噻虫嗪对蜜蜂采集飞行能力、生殖能力、生理免疫能力的相关研究,以及其与环境因子协同作用对蜜蜂健康所造成的潜在危害,强调了未来应加速研发高效防治靶标害虫以及对蜜蜂低毒或无毒的高选择性杀虫剂,以保障授粉昆虫安全.

三唑磷作为一种广泛使用的有机磷杀虫剂,该药物在自然水体中的残留可对非靶标生物产生潜在威胁,文章旨在探究三唑磷对斑马鱼的毒性效应.研究将3月龄雌性斑马鱼(Danio rerio)持续暴露于环境相关浓度的三唑磷(10 μg/L)21d,然后与健康雄鱼自然受精产卵;通过测定雌鱼生殖力、亲代与子代的氧化应激及子代胚胎发育相关指标,评估三唑磷对亲代雌鱼及其子代的毒性效应.主要研究结果:亲代雌鱼经10 μg/L三唑磷暴露后,产卵量显著提高(P＜0.05),肝脏内乙酰胆碱酯酶(AChE)活性显著降低(P＜0.05),丙二醛(MDA)含量显著增加(P＜0.05),超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和羧酸酯酶(CarE)活性均显著增强(P＜0.05);所产子代胚胎受精率、受精卵直径、胚胎心率和初孵仔鱼体长均显著降低(P＜0.05),仔鱼畸形率显著增加(P＜0.05),孵化率无显著性差异;仔鱼AChE与SOD活性呈下降趋势但差异不显著,MDA含量显著增加(P＜0.05),GPx与GST活性显著降低(P＜0.05),CarE活性显著提高(P＜0.05).以上研究结果表明环境浓度三唑磷21d暴露可提高雌性斑马鱼的生殖力,诱导亲代及子代氧化应激反应,并对子代胚胎发育过程产生不良影响.

化学杀虫剂是农业害虫防治的主要手段,然而农业害虫已对化学杀虫剂产生了抗药性.RNA农药的应用将是减少使用化学杀虫剂的一种途径.RNA农药具有专一、高效、易降解和对环境友好等优点而受到了关注,但在靶标分子、靶标分子的双链 RNA(dsRNA)生产工艺和应用制剂等方面仍需进一步研究.本研究以褐飞虱Nilaparvata lugens蛋白激酶B基因的dsRNA(dsNlAKT)为例,对利用细菌体系生产dsRNA的方法进行了探究.将NlAKT构建进L4440 载体后,将其转化到缺乏核酸酶(RNase Ⅲ)的大肠杆菌Escherichia coli HT115(DE3)中,进行了dsRNA生产条件的测试.结果表明:(1)当异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)工作浓度为0.1 mM或0.5 mM时dsRNA的产量没有明显变化,而当其工作浓度增加至1mM时dsRNA产量明显减少;(2)在IPTG诱导时间为2～8h范围内,添加IPTG后诱导6h获得的dsRNA产量最多;(3)在实验室常规提取RNA方法中,增加低剂量溶菌酶预处理这一步骤可增加提取产物中dsRNA的含量.试验结果证明了采用工作浓度为 0.1 mM的IPTG诱导6h的生产条件,并在提取过程中增加溶菌酶的预处理步骤有助于获得较高的dsRNA含量.研究结果为RNA农药的生产条件提供了实验依据.

[目的]本研究旨在通过对豌豆蚜Acyrthosiphon pisum内参基因在不同实验条件下的表达稳定性进行评估,为豌豆蚜基因表达分析奠定基础.[方法]利用qPCR测定昆虫常用14种候选内参基因(EF1α,Tubulin,NADH,RPL12,SDHB,18S rRNA,28S rRNA,16S rRNA,ATPase,Actin,TATA,RPL32,GAPDH和RPL7)在豌豆蚜不同发育阶段(1-4龄若蚜和成蚜)、有翅和无翅孤雌成蚜、孤雌无翅成蚜不同组织(头、胸和腹)、不同地理种群(美国种群、甘肃种群、云南种群和德令哈种群)的孤雌无翅成蚜、不同寄主植物(苜蓿、三叶草和蚕豆)饲养的孤雌无翅成蚜、不同光周期(24L:0D,0L:24D和16L:8D)下饲养的孤雌无翅成蚜、不同温度(4,18和35℃)下饲养的孤雌无翅成蚜和吡虫啉(200 g/L)处理下孤雌无翅成蚜中的表达量;利用RefFinder,ΔCt法,GeNorm,NormFinder和BestKeeper对上述14种内参基因表达稳定性进行分析;以CYP6CY3为靶标基因,探究不同内参基因对其在吡虫啉(200 g/L)处理下孤雌无翅成蚜中表达量分析的影响.[结果]依据qPCR检测结果,通过RefFinder对ΔCt法,GeNorm,NormFinder和BestKeeper结果的综合分析显示,在不同生物条件下(发育阶段、翅型、组织、地理种群和寄主植物),18S rRNA和GAPDH是表达最稳定的内参基因,而16S rRNA和Actin的表达稳定性最差.在非生物条件下(光周期、温度和杀虫剂),18S rRNA和EF1α的表达最稳定,而Tubulin和TATA的表达稳定性最差.基于GeNorm最佳内参基因数分析和不同内参基因对靶标基因CYP6CY3表达影响的分析,推荐使用2个表达最稳定内参基因18S rRNA和EF1α用于豌豆蚜的进一步研究.[结论]在豌豆蚜qPCR分析中,推荐同时使用18S rRNA和EF1α作为内参基因.

烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors,nAChRs)能够快速介导胆碱能突触传递,并在许多认知功能障碍性疾病的过程中发挥作用.昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体是新烟碱类等杀虫剂的重要作用靶标,而且靶标抗性是昆虫产生抗药性的一个重要机制.本文利用生物信息学结合现代分子生物学技术,以新疆石河子地区的苹果蠹蛾种群为材料,克隆获得了8个烟碱型乙酰胆碱受体nAChR亚基基因的cDNA全长序列,并对这8个亚基基因的序列进行了生物信息学分析.研究结果有助于进一步深入解析苹果蠹蛾对新烟碱类杀虫剂的靶标抗性机制,进而为开发新型靶标药剂提供科学依据和理论基础.

转基因作物的长期大面积种植,在为农业生产带来惠益的同时,对农业生态系统的健康和稳定可能会产生潜在的影响.转基因作物表达的Bt蛋白对靶标害虫起到较好的控制效果,而对Bt蛋白不敏感的非靶标害虫种群可能会迅速发展起来,对作物造成为害.随着抗虫转基因作物的连续多年种植,科学家们对于田间杀虫剂施用量的增减看法不尽一致.通过总结已有的研究报道,本文以Bt玉米和Bt棉花为例,分析了大田中非靶标害虫暴发的现状,以及暴发的主要原因(如杀虫剂的使用、害虫天敌减少和物种替代).在生产实践中,抗虫作物的长期大面积释放导致广谱杀虫剂施用量减少,田间非靶标害虫数量上升.因此今后需要继续开展更多的研究来综合评估种植转Bt基因作物产生的长期潜在影响,优化害虫防治措施,避免非靶标害虫暴发.

苏云金芽孢杆菌作为一种革兰氏阳性有孢子生成的细菌可以生成多种多样性的杀虫蛋白,这使得其在过去近一百年中作为一种生物杀虫剂得到应用广泛应用.这种传奇的微生物不但在作物的害虫防治方面得到极大的应用和推广,而在蚊虫的防控及一些类型的癌细胞的防治方面也有其独有作用.苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白对其宿主的高度特异性及随着分子技术手段的进展而得到进一步的发掘利用,Bt 转基因作物的商业化应用极大的减少了环境污染严重的化学用药的使用.苏云金芽孢杆菌在现在农业生产中占有极重要的地位.本综述将就苏云金芽孢杆菌的发现历史、生态与发育、毒蛋白的多样性及杀虫特异性、毒蛋白的结构及机理、在农林生产中的应用、环境安全和抗性进行简述.

乙酰胆碱酯酶(AChE)是有机磷与氨基甲酸酯类杀虫剂的作用靶标,以棉铃虫体内乙酰胆碱酯酶为对象,通过检测辛硫磷、灭多威两类农药处理和饲喂ace dsRNA表达茵对乙酰胆碱酯酶基因(ace1、ace2)转录活性的影响,为阐明棉铃虫化学防治及基于RNAi的防治提供一定的参考.实验采用实时荧光定量PCR方法,分析辛硫磷、灭多威对棉铃虫4龄幼虫诱导12h、24 h、36 h、48 h、60 h后ace基因的转录水平,利用表达dsRNA的菌液喂食2龄棉铃虫进行RNAi后检测ace基因的沉默效果.结果显示:灭多威和辛硫磷处理后,在12h时,acel和ace2皆显著下调,其后,ace1表达下调而ace2上调;RNAi处理后,棉铃虫acel、ace2基因表达量在24 h、48 h下调明显,随后表达量略有上调.推测农药处理使棉铃虫幼虫生理代谢破坏造成ace1、ace2表达降低,随后ace1基因表达持续下降,而ace2表达逐渐升高,这可能与补偿农药对AchE酶活性的抑制有关;RNAi处理使棉铃虫生长发育受到不同程度的抑制,ace1和ace2基因都出现明显的表达抑制.以上结果为以乙酰胆碱酯酶及其编码基因为靶标的棉铃虫防治提供了参考.