[目的]麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是重要的农业害虫,滞育使其度过夏季和冬季的极端环境.本研究旨在探析麦红吸浆虫滞育进程中热激蛋白60(heat shock protein 60,Hsp60)基因表达与滞育发育及温度耐受性之间的关系.[方法]采用RACE和RT-PCR技术克隆麦红吸浆虫SmHsp60 cDNA全长序列并进行生物信息学分析;采用qPCR技术检测SmHsp60在麦红吸浆虫滞育前至滞育后发育不同阶段(滞育前、滞育、滞育后静息和滞育后发育)幼虫及越夏幼虫在极端高温[35,40,45和50℃水浴中处理1 h以及35℃水浴中0(对照),15,30,60和120 min]和越冬幼虫在极端低温[0,-5,-10和-15℃处理1 h以及-5℃处理0(对照),15,30,60和120 min]胁迫下的表达量;通过原核表达和亲和柱层析技术获得SmHsp60重组蛋白,采用比色法和SDS-PAGE法测定重组蛋白SmHsp60抑制苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)43 ℃下热聚集的能力.[结果]获得麦红吸浆虫SmHsp60(GenBank登录号:KR733065)cDNA全长序列,长2 270 bp,开放阅读框长1 722 bp,编码573个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为60.7 kD.氨基酸序列分析表明,SmHsp60具有线粒体Hsp60典型的标签序列,与同为瘿蚊科(Cecidomyidae)的甘蓝瘿蚊Contarinia nasturtii Hsp60序列一致性最高、亲缘关系最近.qPCR检测结果表明,麦红吸浆虫SmHsp60在滞育阶段表达量没有显著变化,但在滞育后静息阶段逐渐升高,在滞育后静息阶段早中期即12月和翌年1月达到最高,显著高于在其他发育阶段的.与未处理的对照相比,35和40 ℃下1 h以及35℃下30～60 min时可显著诱导越夏幼虫SmHsp60上调表达;-5 ℃下1 h可显著诱导越冬幼虫SmHsp60上调表达,但高于45℃和低于-10℃ 的表达量没有显著变化.获得了高纯度的SmHsp60重组蛋白,可有效保护MDH免遭热聚沉,具有显著的分子伴侣功能.[结论]SmHsp60参与麦红吸浆虫滞育调控,可能与滞育终止及滞育期间的耐热和耐寒性相关.

[目的]麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性滞育昆虫,滞育过程中经历酷暑和严寒.本研究旨在探讨麦红吸浆虫热激蛋白基因Hsp40在滞育中的作用.[方法]以麦红吸浆虫滞育前幼虫为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆Hsp40全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白的特性;采用实时荧光定量PCR技术分析其在滞育不同阶段幼虫及越夏滞育幼虫在短期(≤120 min)极端高温(35 ～ 50℃)和越冬滞育幼虫在短期极端低温(0～-15℃)胁迫下的表达模式.[结果]克隆获得麦红吸浆虫Hsp40基因,命名为SmHsp40(GenBank登录号:MH001167),其cDNA全长1 553 bp,开放阅读框长为1 074 bp,编码357个氨基酸,相对分子量为40.87 kD,理论等电点为5.31.推导的氨基酸序列中含有Hsp40蛋白家族典型的J结构域和HPD基序.蛋白序列相似性和系统进化关系分析表明,SmHsp40蛋白与冈比亚按蚊Anophelesgambiae等长角亚目(Nematocera)昆虫Hsp40的相似性最高、亲缘关系最近.麦红吸浆虫滞育不同时期幼虫SmHsp40表达量存在显著差异,进入滞育后表达量上调;滞育进程中,夏季7-8月和冬季12月至翌年1月表达量显著高于其他季节.与未处理的对照相比,40℃处理越夏滞育幼虫和-10℃处理越冬滞育幼虫lh明显诱导SmHsp40的表达,但超过45℃或低于-15℃极端温度处理诱导效果均不明显.[结论]SmHsp40参与了麦红吸浆虫滞育进程,可能在滞育状态的维持及滞育期间耐热和耐寒能力的调控方面起重要作用.

麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana (Gehin)是一种世界性的小麦害虫.为获得其转录组信息,本研究采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq TM2000对麦红吸浆虫成虫转录组进行测序.共获得转录组样本数据量为27.88 G,经分析共获得59 257个Unigenes,总长度49 861 164bp,最短20 bp,最长29 282 bp,平均长度841 bp.将Unigenes序列与NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、GO和KOG数据库进行比对(e≤10-10),共获得95 029个结果.通过GO功能分类,共有19 584个Unigenes在GO数据库中细胞组分、分子功能和生物学过程等3大类50个功能组中找到对应.与KOG数据库进行比对,共有11 279个麦红吸浆虫Unigenes被注释,按功能大致可分为26类.通过KEGG pathways分析,共有9 110个麦红吸浆虫Unigenes被注释,分别归属于细胞进程、环境信息进程、遗传信息进程、新陈代谢和有机体系统5大类代谢途径,主要包括细胞生长与死亡、细胞运动、信号转导、能量代谢等32类代谢途径.CDS预测发现30 088条序列可被编码,占全部基因的50.78％.SSR位点查找发现,在59 257个Unigenes中共找到36 323个SSR位点,发生率为61.30％.本研究获得的巨大的麦红吸浆虫转录组信息,为麦红吸浆虫的功能基因挖掘提供了重要的信息资源.

[目的]3-羟基-3.-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是保幼激素(JH)合成途径的限速酶.麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性幼虫滞育昆虫.本研究旨在探讨HMGR基因在麦红吸浆虫滞育和发育变态过程中的作用.[方法]通过RT-PCR和RACE技术克隆麦红吸浆虫滞育前幼虫HMGR基因全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析HMGR基因核苷酸和其编码的蛋白氨基酸序列特性;采用qPCR技术测定其在麦红吸浆虫滞育不同时期3龄幼虫及不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹和后蛹以及雌雄成虫)中的mRNA表达水平.[结果]克隆获得一条麦红吸浆虫HMGR基因全长cDNA序列,命名为SmHMGR(GenBank登录号:MG876766).该基因全长2 548 bp,其中开放阅读框长2 328 bp,编码775个氨基酸,预测的蛋白分子量为84.16 kD,理论等电点为8.29.序列分析发现该基因编码的蛋白具有HMGR蛋白家族典型的HMG-CoA-reductase-class Ⅰ催化功能域及其他保守功能基序;序列比对和系统发育分析表明,SmHMGR与达氏按蚊Anopheles darling等长角亚目(Nematocera)昆虫HMGR的相似性最高、亲缘关系最近.SmHMGR在麦红吸浆虫滞育前的3龄早期幼虫中表达量显著升高,进入滞育后一直维持较高水平,并在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月达到最高.SmHMGR在蛹期表达量低于幼虫期,预蛹期表达量最低;在雌成虫中表达量显著高于在蛹和雄成虫中的表达量.[结论]SmHMGR的表达与麦红吸浆虫发育密切相关,可能在滞育诱导、维持及滞育后静息状态的维持及生殖中发挥作用,其表达量的降低可能参与了幼虫到蛹的变态.

麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Géhin)是严重威胁小麦生产的重要害虫,其生活习性隐蔽,防治困难,筛选抗虫小麦种质及可用于抗虫性辅助选择的分子标记意义重大.本研究对我国不同麦区、不同时期的566份小麦种质资源进行了吸浆虫抗性鉴定,并尝试从抗虫性主效QTL所在基因组区段开发新的SSR标记.结果 表明,27.03％的供试小麦种质对吸浆虫高抗或免疫,那些早期选育的抗虫品种依然具有很好的吸浆虫抗性.同时,从前期定位的抗麦红吸浆虫主效位点Qsm.hbau-4A所在区段中开发出565个SSR标记,并以11个具有较好多态性的SSR标记,在566份小麦种质资源中对这些标记的检测效率进行了验证,其中标记Xhs87201bp的扩增效果好、检测效率较高(平均65.37％),可以用于抗虫种质资源筛选和分子标记辅助选择.

[目的]本研究旨在明确破茧率和破茧所需时间作为典型的专性幼虫期滞育昆虫麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana滞育解除指标的可行性,探讨蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90在低温解除滞育中的作用.[方法]9月上旬采自田间的麦红吸浆虫滞育幼虫在低温(4℃)和自然变温处理不同时间(0～90 d)后转移至24C化蛹,调查幼虫的破茧率、化蛹率及破茧和化蛹所需时间;采用qPCR技术分析4℃低温终止滞育并在24℃下恢复发育的幼虫EcR,Hsp70和Hsp90的mRNA水平.[结果]不同时间低温(4℃)和自然变温处理的麦红吸浆虫滞育幼虫破茧率和化蛹率以及破茧和化蛹所需时间均存在显著差异.未经低温(4℃)处理的幼虫在水分满足的条件下破茧率为71.3％,但均不能化蛹;低温(4℃)处理60 d内,随着处理时间的延长破茧率和化蛹率逐渐升高,破茧和化蛹所需时间逐渐缩短;与4℃低温处理30～ 60 d相比,自然变温处理30～60 d的幼虫化蛹率显著较低;4℃低温处理60 d和自然变温处理90 d后幼虫的化蛹率均超过91％.低温(4℃)处理显著提高了麦红吸浆虫幼虫EcR,Hsp70和Hsp90的表达量,其中处理30 d时其表达量最高,随着低温(4℃)处理时间的延长,表达量逐渐降低,大部分幼虫滞育解除后表达量趋于恒定.[结论]低温能显著促进麦红吸浆虫的滞育解除,效果优于9-10月自然变温;破茧率及破茧所需时间可作为评判麦红吸浆虫幼虫滞育强度的参考,但不能独立作为滞育解除的指标;EcR,Hsp70和Hsp90的表达水平与滞育强度密切相关,在麦红吸浆虫滞育解除中发挥潜在作用.