检索结果-内蒙古大学图书馆

环境昆虫学报 2024年第5期46卷 1255-1260页

作者：李小雨胡蝶黄廷莉姚洪渭蒋彩英浙江理工大学生命科学与医药学院杭州310018 浙江大学昆虫科学研究所浙江省作物病虫生物学重点实验室水稻生物学国家重点为实验室杭州310058

本文通过扫描电镜(SEM)、氨基酸分析、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线晶体衍射(XRD)和热重分析(TG)等技术对二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis茧丝纤维的微观形态、氨基酸类别与组成、二级结构和热稳定性等作了分析。结果表明,二化螟盘绒茧... 详细信息

本文通过扫描电镜(SEM)、氨基酸分析、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线晶体衍射(XRD)和热重分析(TG)等技术对二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis茧丝纤维的微观形态、氨基酸类别与组成、二级结构和热稳定性等作了分析。结果表明,二化螟盘绒茧蜂的茧丝纤维表面较为粗糙,直径为1.89±0.04μm。茧丝纤维主要由碳(60.67%)、氮(21.17%)和氧(17.22%)等元素组成,其丝蛋白主要成分包括天冬氨酸/天冬酰胺、丝氨酸和丙氨酸等;蛋白二级结构主要为β-折叠;其峰值降解温度为332.27℃±2.58℃。本文研究揭示了二化螟盘绒茧蜂茧丝纤维的结构特征与理化性能,为拓展该蜂的应用领域、开发性能优越的非蚕丝蛋白以及设计改造新型丝蛋白纤维提供基础。

关键词：二化螟盘绒茧蜂茧丝纤维形态结构理化性能

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采用饲喂法和微注射法评价Cry2Aa蛋白对二化螟盘绒茧蜂的安全性

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植物保护学报 2024年第2期51卷 413-420页

作者：董欣鑫李梦雨马伟华蔡万伦华红霞华中农业大学植物科学技术学院武汉430070

为评价转Cry2Aa基因水稻T2A-1对二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis的安全性,采用饲喂法和微注射法综合评价转Cry2Aa基因水稻T2A-1对二化螟盘绒茧蜂的影响。结果表明,寄生饲喂转Cry2Aa基因水稻T2A-1的二化螟Chilo suppressalis后,二化螟盘... 详细信息

为评价转Cry2Aa基因水稻T2A-1对二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis的安全性,采用饲喂法和微注射法综合评价转Cry2Aa基因水稻T2A-1对二化螟盘绒茧蜂的影响。结果表明,寄生饲喂转Cry2Aa基因水稻T2A-1的二化螟Chilo suppressalis后,二化螟盘绒茧蜂体内未检出Cry2Aa蛋白,其每茧块茧数、茧长、雄成虫寿命和雌雄比分别为20.00个、2.58 mm、2.34 d和3.10,均显著小于对照,而卵及幼虫的总历期、蛹期、雌成虫寿命、茧质量和成虫质量均与对照差异不显著;寄生微注射Cry2Aa蛋白的二化螟后,除卵及幼虫的总历期和蛹期外,二化螟盘绒茧蜂其他生命表参数和体内过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活力均与阳性对照之间差异显著;寄生微注射Cry2Aa蛋白的二化螟后,二化螟盘绒茧蜂所有生命表参数及体内POD、SOD和GR活力均与阴性对照之间无显著差异。表明饲喂法中转Cry2Aa基因水稻T2A-1对二化螟盘绒茧蜂产生的影响是由寄主介导效应引起的,而非Cry2Aa蛋白本身,因此转Cry2Aa基因水稻T2A-1对二化螟盘绒茧蜂安全。

关键词：转Cry2Aa基因水稻寄主介导效应生命表参数二化螟盘绒茧蜂二化螟

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二化螟应对温度与二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫的分子机制研究

二化螟应对温度与二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫的分子机制研究

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作者：董传磊扬州大学

学位级别：博士

水稻二化螟Chilo suppressalis（Walker）隶属鳞翅目Lepidoptera、螟蛾总科Pyraloidea、草螟科Crambidae,是钻茎害虫中危害最为严重的害虫之一。近年来,水稻二化螟为害加重,且已对多种化学杀虫剂产生了抗药性,其防治形式依然严峻。因此... 详细信息

水稻二化螟Chilo suppressalis（Walker）隶属鳞翅目Lepidoptera、螟蛾总科Pyraloidea、草螟科Crambidae,是钻茎害虫中危害最为严重的害虫之一。近年来,水稻二化螟为害加重,且已对多种化学杀虫剂产生了抗药性,其防治形式依然严峻。因此,开发与利用寄生蜂用于二化螟的生物防治,为绿色安全防控提供了新的思路和可能性。在二化螟生物防治过程中,首先需要考虑寄生蜂货架期问题,其次温度作为重要的非生物因素也不容忽视。本研究首先通过比较不同冷藏处理对二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis生活史和生物学指标的影响,以达到最大限度延长货架期的目的;然后进行寄生胁迫下二化螟耐寒性测定和转录组测序,筛选与温度和寄生胁迫相关的热休克转录因子（Cshsf1）、热激蛋白（Cshsps）和细胞凋亡（Cscaspases和Csiap-1）基因并进行功能研究;最后比较温度和寄生胁迫下二化螟细胞凋亡途径的差异,进一步分析细胞凋亡执行因子CsCaspase-3的功能。主要研究结果如下: （1）测定不同冷藏处理下二化螟盘绒茧蜂生物学指标的结果表明:与非滞育二化螟幼虫相比,当处于自然滞育或诱导滞育状态的二化螟幼虫作为寄主时,F0代二化螟盘绒茧蜂成虫数量分别减少了3.5和47.7%。寄生和冷藏都会显著降低非滞育二化螟幼虫的过冷点。将被寄生1、3、5和7天的非滞育二化螟幼虫置于4°C或10°C下冷藏30天。与对照组相比,寄生1天并冷藏于10°C处理组的二化螟盘绒茧蜂的茧形成率和羽化率分别降低了15和17%,最适合用于提高二化螟盘绒茧蜂货架期;F1代的二化螟盘绒茧蜂生物学指标和生活史在实验室条件下恢复到正常水平。（2）通过对寄生胁迫下二化螟耐寒性测定分析表明,二化螟幼虫过冷却点在被寄生3天后达到最低,而在第4天呈现出显著的回升,并随着寄生时间的增加逐步趋于平稳。结合寄生胁迫下二化螟转录组分析发现,不同处理组之间的差异表达基因主要富集到生物过程的“细胞过程”和“代谢过程”,主要发挥“核糖体”、“内质网蛋白加工”和“氧化磷酸化”功能。与细胞凋亡和温度耐受性相关差异表达基因主要涉及Ca2+信号传导和HSPs基因的转录表达。（3）采用RACE和qPCR技术对二化螟中热休克转录因子（Cshsf1）、小分子量热激蛋白（Cshsp19.0）和细胞凋亡（Cscaspase-3、Cscaspase-8和Csiap-1）基因进行全长克隆和表达模式研究发现,Cshsp19.0在前肠中表达量最高,Cshsf1、Cscaspase-3、Cscaspase-8和Csiap-1都在血淋巴中表达量最高;五个基因在二化螟不同发育阶段表现出不同的表达模式,Cshsp19.0在二化螟1龄幼虫阶段表达水平最高,Cshsf1在雌蛹中表达量最高,Cscaspase-3、Cscaspase-8和Csiap-1分别在二化螟5龄幼虫、雌成虫和雄成虫阶段表达水平最高;当二化螟5龄幼虫经过高低温处理后,五个基因都可以被显著诱导表达,且特别是39℃高温下都达到最大转录水平;当二化螟被寄生不同时间段后,Cscaspase-8在第5天表达水平达到最高,Cscaspase-3和Csiap-1都在第7天被显著诱导表达。通过RNA干扰进一步分析不同基因之间的相互作用,当Cshsf1被沉默后,Cshsp19.0的转录水平被显著抑制,且二化螟幼虫存活率在39℃高温下显著下降;当Csiap-1被沉默后,只有Cscaspase-3在39℃高温下的转录水平显著上调,且二化螟幼虫存活率在-8℃低温下显著下降。选取被寄生3天的二化螟注射HSF1抑制剂,发现寄生胁迫对二化螟血淋巴细胞内质网活性具有显著抑制作用,而抑制Cs HSF1活性对二化螟内质网活性和胞内Ca2+浓度都无显著影响。（4）通过分析温度和寄生单一或共同胁迫下二化螟血淋巴细胞凋亡比例及三种凋亡信号途径之间的联系。流式细胞术分析结果表明温度和寄生胁迫均会显著增加二化螟的细胞凋亡,但只有被寄生的二化螟凋亡细胞中线粒体活性显著下调;利用荧光探针法分析发现只有低温和寄生共同胁迫会加剧二化螟原血细胞凋亡,同时,非寄生胁迫下,温度变化对二化螟凋亡细胞的内质网活性具有显著影响;qPCR结果表明,二化螟Toll样受体2（Toll-like receptor 2）基因响应寄生胁迫,而瞬时受体（Trpm）和死亡受体（Grindelwald）被温度显著诱导表达。二化螟CsCaspase-3蛋白表达分析与亚细胞定位结果表明,高低温都会显著诱导CsCaspase-3蛋白水平的表达,且高温会直接引起由CsCaspase-3执行的粒血细胞的凋亡。总之,本研究通过分析二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下二化螟耐寒性的变化情况,并通过不同冷藏方式以提高二化螟盘绒茧蜂货架期。结合转录组

关键词：二化螟二化螟盘绒茧蜂热休克转录因子小分子量热激蛋白细胞凋亡 Caspase-3

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二化螟盘绒茧蜂高温响应特性及温度响应基因RNAi体系的构建

二化螟盘绒茧蜂高温响应特性及温度响应基因RNAi体系的构建

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作者：何馥晶扬州大学

学位级别：硕士

二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Matsumura)隶属膜翅目Hymenoptera,茧蜂科Braconidae,盘绒茧蜂属Cotesia,是重要水稻害虫二化螟Chilo suppressalis(Walker)的优势寄生蜂。温度是影响昆虫生长发育与繁殖的主要因素之一,它决定了昆虫种... 详细信息

二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Matsumura)隶属膜翅目Hymenoptera,茧蜂科Braconidae,盘绒茧蜂属Cotesia,是重要水稻害虫二化螟Chilo suppressalis(Walker)的优势寄生蜂。温度是影响昆虫生长发育与繁殖的主要因素之一,它决定了昆虫种群的数量与分布。全球气候变暖不仅影响着害虫种群的发生,同时还深刻影响着其天敌种群。昆虫受不良温度时会主动采取各种生存策略来躲避和适应不良温度,例如,通过改变生长发育进度、繁殖方式、调节温度响应基因等。热休克转录因子介导的热激蛋白调控热激蛋白响应不良温度胁迫被认为是主要的生物体响应不良温度的过程。此外,近年来也有研究发现生物体内还有其他与主要途径相关的其他基因也参与了调节。因此,本研究为探索高温胁迫对二化螟盘绒茧蜂生长、发育和繁殖影响的分子机制,研究了二化螟盘绒茧蜂对长时高温响应的特性,鉴定了温度响应相关基因,并研究了它们的表达模式。为了研究这些基因的功能,构建了二化螟盘绒茧蜂RNAi干扰体系,初步揭示了 Caspase-1的功能。主要研究结果如下:1.基于前期的研究基础,将二化螟盘绒茧蜂每天在10:00-14:00,36℃处理4小时,用于模拟二化螟盘绒茧蜂在自然中可能遇到的田间温度。研究结果发现长时高温胁迫总体上抑制了二化螟盘绒茧蜂的生长发育与繁殖。其发育历期总体上缩短,幼虫的体长头宽均减小,出茧数略有减少,出茧率降低,雌性后代、雄性后代和后代总数也减少,但其后代雌雄比上升。2.基于二化螟盘绒茧蜂的深度转录组数据,鉴定获得5个温度响应相关基因的cDNA全长,包括一条小分子量热激蛋白(sHSP),一条热休克转录因子蛋白(HSF),两条细胞凋亡抑制蛋白(IAPs)和一条半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)。根据它们各自蛋白的家族特征,分别命名为Cchsp11.0、Cchsf、Cciap1、Cciap和Cccaspase-1。这五条基因全长分别为508、2073、1404、1184和831 bp,它们的开放阅读框长度分别为 306、1875、1155、951 和 585 bp,分别编码 101、624、384、316 和 194 个氨基酸。基因组结构特征分析发现这五个基因均不含有内含子。CcHSP11.0含有伴侣蛋白cpn10特征序列,但缺乏保守结构α-晶状体结构域;CcHSF存在DBD、HR-A/B、HR-C和CTAD结构域;CcIAP1和CcIAP都包含两个BIR结构域且CcIAP1还含有一个RING锌指结构域;CcCaspase-1有高度保守的氨基酸基序QACQG。分子系统进化树分析发现:CcHSP11.0、CcHSF、CcIAP1、CcIAP和CcCaspase-1与其他膜翅目昆虫的sHSP、HSF、IAP1、Caspase-1都具有较高的亲缘性。3.利用 RT-qPCR 技术分析了 Cchsp11.0、Cchsf、Cciap1、Cciap和 Cccaspase-1在短时和长时温度胁迫的表达模式。结果发现:在不同温度处理下,Cchsp11.0和Cchsf仅能被低温显著诱导,在-6℃下相对表达水平最高;而Cciap1、Cciap和Cccaspase-1都能够被高低温诱导表达,且在-6和30℃下相对表达水平最高。在-6和36℃持续高低温胁迫下,Cchsp11.0和Cchsf的相对表达量都在2 h后表达量最高,且Cchsp11.0和Cchsf转录的表达模式呈正相关;总体上,Cchsf转录的诱导水平低于Cchsp11.0。Cciap1、Cciap和 Cccaspase-1 在-6 和 36 ℃ 持续高低温胁迫下,都在 4 h时表达量显著上升并达到最高,表明这五种蛋白质的表达与温度有着密切的联系。长时温度胁迫实验发现这五个温度胁迫相关基因大部分在27℃下L3幼虫期表达量最高,36℃下L1幼虫期表达量最高,表明高温会刺激二化螟盘绒茧蜂导致其不同发育阶段对温度的响应提前。且高温胁迫下,Cchsp11.0的表达量在成虫期显着上调,而Cciap1、Cciap和Cccaspase-1的表达量都在L2幼虫期显著上升,表明昆虫中Caspase的活性是由IAPs负责调节。4.利用显微注射法和纳米材料浸没法构建二化螟盘绒茧蜂RNAi技术体系。对不同日龄的二化螟盘绒茧蜂蛹进行注射干扰Cccaspase-1发现:1-5日蛹期沉默效率分别为37.86%、36.05%、36.40%、41.34%和35.39%,其中4日蛹期的干扰效率最高;纳米材料浸没法结果发现:纳米材料/dsRNA复合物可以成功穿透二化螟体壁进入腔体并成功干扰体内寄生的二化螟盘绒茧蜂,沉默效率为45.63%。两种方式沉默效率差异不大。选择沉默效率最高的4日蛹期显微注射和纳米材料浸没进行IAP检测

关键词：二化螟盘绒茧蜂温度响应相关基因表达模式 RNAi 温度胁迫

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氯虫苯甲酰胺对螟黄赤眼蜂和二化螟盘绒茧蜂的亚致死效应研究

氯虫苯甲酰胺对螟黄赤眼蜂和二化螟盘绒茧蜂的亚致死效应研究

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作者：沈佳忠浙江农林大学

学位级别：硕士

二化螟（Chilo suppressalis Walker）是我国水稻种植区危害最为严重的常发性害虫,严重影响水稻产量与品质。目前,制定了许多防治二化螟的策略,但占防治手段主导地位的仍是化学防治,其中氯虫苯甲酰胺是一种广泛应用于水稻害虫防治的双... 详细信息

二化螟（Chilo suppressalis Walker）是我国水稻种植区危害最为严重的常发性害虫,严重影响水稻产量与品质。目前,制定了许多防治二化螟的策略,但占防治手段主导地位的仍是化学防治,其中氯虫苯甲酰胺是一种广泛应用于水稻害虫防治的双酰胺类杀虫剂。螟黄赤眼蜂（Trichogramma chilonis）和二化螟盘绒茧蜂（Cotesia chilonis）分别作为二化螟卵期和幼虫期的优势寄生性天敌,能够有效控制稻田二化螟数量。关于氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对螟黄赤眼蜂和二化螟盘绒茧蜂行为等方面的影响鲜有报道。本文测定了氯虫苯甲酰胺对两种二化螟寄生性天敌的毒力,明确了氯虫苯甲酰胺亚致死浓度对两种寄生蜂寿命、寄主搜索、交配、子代发育以及基因表达等的影响,为提高化学防治和生物防治的兼容性,田间保护、释放寄生蜂提供理论依据。主要研究结果: 1.采用药膜法测定氯虫苯甲酰胺对螟黄赤眼蜂的影响,结果表明,氯虫苯甲酰胺对螟黄赤眼蜂成蜂的LC值为177.99mg/L,为低等风险水平。氯虫苯甲酰胺田间推荐浓度处理后,螟黄赤眼蜂寿命显著下降,功能反应符合HollingⅡ型,但寄生效能降低1.25倍;螟黄赤眼蜂成蜂的寄主选择率显著下降,且极显著延长了寄主搜索定位时间;对交配成功率无显著影响,但显著延长了交配过程中的配对检测和求偶时间,缩短了交尾时间;对产卵时长和后代性比无显著影响,但极显著增加了排卵过程中的停顿时间。 2.采用胃毒法测定氯虫苯甲酰胺对二化螟盘绒茧蜂的影响,结果表明,氯虫苯甲酰胺对二化螟盘绒茧蜂成蜂的LC值为231.44mg/L,为低等风险水平。氯虫苯甲酰胺田间推荐浓度处理后,对雌雄蜂的寿命、交配成功率和寄主搜索定位无显著影响。雄性处理后求偶阶段所花时间显著上升,雌性处理后寄主搜索时间显著上升;二化螟盘绒茧蜂子代卵到蛹的发育历期、性比和子代雌蜂后足胫节长度均显著降低,但子代蛹到成蜂发育历期、结茧数和羽化率无显著影响。 3.明确螟黄赤眼蜂经氯虫苯甲酰胺亚致死浓度处理后对其转录组的影响,结果表明,共检测到296个基因发生了显著变化,其中168个基因上调,128个基因下调,进一步分析表明氯虫苯甲酰胺对赤眼蜂的作用涉及多个生物过程、细胞组分和分子功能,主要影响其生物调节和解毒代谢等功能。

关键词：螟黄赤眼蜂二化螟盘绒茧蜂氯虫苯甲酰胺亚致死效应行为转录组学

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低温储存对二化螟盘绒茧蜂的影响及其温度耐受性的分子机制

低温储存对二化螟盘绒茧蜂的影响及其温度耐受性的分子机制

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作者：高鹏扬州大学

学位级别：硕士

二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Munakata)隶属膜翅目Hymenoptera、茧蜂科Braconidae,其寄主主要为禾草螟属的害虫。在国外,该蜂曾作为天敌引种释放控制玉米禾螟Chilo partellus及芦禾草螟Chilo 等害虫。二化螟是我国水稻上的重要害虫... 详细信息

二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Munakata)隶属膜翅目Hymenoptera、茧蜂科Braconidae,其寄主主要为禾草螟属的害虫。在国外,该蜂曾作为天敌引种释放控制玉米禾螟Chilo partellus及芦禾草螟Chilo 等害虫。二化螟是我国水稻上的重要害虫,近年来在一些地区为害日趋严重。二化螟盘绒茧蜂是二化螟幼虫期优势内寄生蜂,在自然界对二化螟种群具有一定的控制作用,为此我们对二化螟盘绒茧蜂的繁殖利用进行了研究。该寄生蜂繁殖利用中的一个突出问题是利用货架期相对较短,而适宜的冷藏技术是解决该问题的关键。此外,冷藏本身就是一种冷驯化,而冷驯化是昆虫对温度胁迫的一种适应性响应;同时,热激蛋白在昆虫响应温度胁迫中起着重要作用,其中热激蛋白70(HSP70)家族与温度胁迫的关系最为密切。为此,本研究对二化螟盘绒茧蜂的冷藏技术以及对温度适应的分子机制进行了研究,主要研究结果如下:1、对二化螟盘绒茧蜂幼虫、蛹和成虫的低温储存研究结果表明:寄生蜂的3种虫态均可适应冷藏,此外,二化螟盘绒茧蜂4日龄的蛹放置在15℃ 1d,然后转移至4℃储藏,13d后依然可以出蛹,其中储藏7d内不影响蛹的羽化率、成虫寿命、种群性比和寄生率。二化螟盘绒茧蜂成虫放在4℃条件下可进入休眠状态,也能使其寿命延长至10d左右,为对照寿命的2.45倍。2、采用 RT-PCR 和 RACE(Rapid-amplification of cDNA ends)技术,从二化螟盘绒茧蜂中克隆得到3条HSP70基因,分别命名为Cchsp70-3、Cchsp70-4和Cchsp70-5。3条热激蛋白基因cDNA序列全长分别为2220、2178和2116bp,开放阅读框长度分别为1974、2058和1896bp,分别编码657、685、和631个氨基酸,同时这3个热激蛋白都具有HSP70家族的典型结构域。序列分析发现,这3条Cchsp70s与已知的两条Cchsp70s以及其它物种的hsp70s具有很高的相似性,并在系统进化树上被归为两类。通过比对基因组序列和cDNA序列发现,Cchsp70-3、Cchsp70-4和Cchsp70-5均不含有内含子。以牛的热激蛋白70蛋白为模型预测了 3条热激蛋白70的蛋白结构。利用pET28a载体构建CcHSP70-3和CcHSP70-4重组蛋白原核表达质粒对二化螟盘绒茧蜂CcHSP70-3和CcHSP70-4进行原核表达纯化,并利用Western Blot检测验证目的蛋白。3、采用qRT-PCR技术研究了二化螟盘绒茧蜂3条hsp70s在常温和冷驯化条件下应对高低温胁迫的表达,在冷驯化不同时间下应对高温胁迫的表达以及在寄生蜂不同发育阶段的表达。结果表明高低温胁迫都能诱导Cchsp70s的表达,但表达情况各不相同。Cchsc70-3和Cchsp70-4对冷驯化前后温度胁迫表达存在显著性差异;但高温胁迫下表达量最高时的温度(Tmax)不变,Cchsc70-3低温胁迫下表达量最高时(Tmax)下降,Cchsc70-4(Tmax)上升。Cchsc70-5对冷驯化前后温度胁迫表达不存在显著性差异,但是高低温胁迫下表达量最高时(Tmax)均发生改变。3条hsp70s在二化螟盘绒茧蜂各发育阶段中均能表达,Cchsp70-4和Cchsc70-5在各发育阶段中表达差异显著,Cchsp70-4在1龄幼虫中的表达量最高,Cchsc70-5在卵中的表达量最高,而Cchsc70-3在各发育阶段表达差异不显著。4、利用2种RNAi方法干扰了二化螟盘绒茧蜂CcHSP70-4基因,检测了干扰后CcHSP70-4后在适温(27℃)和高温胁迫(36℃)下的表达情况,以及干扰后高温下二化螟盘绒茧蜂的死亡率。结果显示:在27℃和36℃下,注射法干扰24h后CcHSP70-4表达量与对照之间差异不显著。在27℃和36℃下,纳米材料浸泡法干扰24h,CcHSP70-4的表达量为对照的65.75%和36.64%。此外,发现两种方法干扰后的二化螟盘绒茧蜂在高温下的死亡率显著高于未处理的对照组,分别为1.80倍和2.00倍。这表明,注射法应用于二化螟盘绒茧蜂成虫还存在问题;而纳米材料浸泡法可应用于干扰在二化螟盘绒茧蜂成虫温度胁迫下高表达的基因,且CcHSP70-4与二化螟盘绒茧蜂的温度耐受性存在一定的关系。

关键词：二化螟盘绒茧蜂低温储存温度耐受性热激蛋白70 生物防治

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化学农药与二化螟盘绒茧蜂对控制二化螟的不相容

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应用昆虫学报 2020年第4期57卷 921-929页

作者：何馥晶朱凤严卫飞陆明星杭三保杜予州扬州大学园艺与植物保护学院扬州大学应用昆虫研究所扬州225009 江苏省植物保护植物检疫站南京210036

【目的】近年来,多个地区二化螟Chilo suppressalis(Walker)发生危害加重,对水稻生产造成新的重大威胁。由于水稻二化螟对常规防治药剂产生了抗药性,二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Munakata)作为田间二化螟幼虫的优势寄生蜂,正逐渐引... 详细信息

【目的】近年来,多个地区二化螟Chilo suppressalis(Walker)发生危害加重,对水稻生产造成新的重大威胁。由于水稻二化螟对常规防治药剂产生了抗药性,二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Munakata)作为田间二化螟幼虫的优势寄生蜂,正逐渐引起大家关注。本论文通过研究室内繁殖的二化螟盘绒茧蜂对田间二化螟的防治效果,以探明室内繁殖的二化螟盘绒茧蜂的防控能力;同时研究多种环境友好型农药对田间二化螟的防治效果,并分析比较药剂防治对二化螟盘绒茧蜂寄生控制的影响。【方法】设置2个放蜂密度和7种不同药剂处理,通过全查法系统调查不同处理小区的枯心数、白穗数、枯孕穗数、残留活虫数等变化以分析比较防效。【结果】2个放蜂密度(125头蜂茧和250头蜂茧)处理下都可有效减少二化螟对水稻的为害;但2个放蜂密度之间无显著性差异。同时,放蜂密度高,寄生率就高。药剂实验结果发现溴氰虫酰胺悬浮剂防效最佳,氯虫苯甲酰胺悬浮剂和苏云金杆菌悬浮剂次之,杀虫双的防效最差。不同剂量的溴氰虫酰胺悬浮剂防治效果也有较大差异。此外,放蜂处理的小区二化螟盘绒茧蜂具有最高的寄生率,但无论那种农药处理都显著降低了二化螟被二化螟盘绒茧蜂寄生的寄生率。【结论】二化螟盘绒茧蜂在田间对水稻二化螟具有一定的防控能力,但放蜂密度和技术仍然需要进一步研究。同时,所试验的7种杀虫剂均显著降低了二化螟绒茧蜂的控害效能,与释放二化螟绒茧蜂不兼容。在水稻二化螟药剂防治时不仅要考虑防治效果和使用剂量,还应考虑对天敌以及生态环境的影响。因此,本实验的结果为后续建立以二化螟盘绒茧蜂为中心的二化螟绿色防控体系提供了理论和实践基础。

关键词：二化螟二化螟盘绒茧蜂防控农药寄生率

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二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白组分及其在寄主免疫调控中的作用与机制

二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白组分及其在寄主免疫调控中的作用与机...

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作者：吴慧子浙江大学

学位级别：硕士

寄生蜂在自然生态系统、农业生产应用和卫生害虫防控等方面具有巨大的潜在应用价值，是重要的天敌资源宝库。寄生蜂调控寄主免疫反应的方式有两种：主动抑制和被动防御。主动抑制是指，寄生蜂通过向寄主体内注入寄生因子来破坏寄主的免... 详细信息

寄生蜂在自然生态系统、农业生产应用和卫生害虫防控等方面具有巨大的潜在应用价值，是重要的天敌资源宝库。寄生蜂调控寄主免疫反应的方式有两种：主动抑制和被动防御。主动抑制是指，寄生蜂通过向寄主体内注入寄生因子来破坏寄主的免疫反应，寄生因子主要包括毒液、多分DNA病毒（Polydnavirus，PDV）、畸形细胞、类病毒颗粒（virus-like particle，VLP）和卵巢分泌蛋白等;被动防御是指，寄生蜂选择寄主特定发育时期和部位产卵，以逃避寄主免疫识别，或利用卵及胚胎表面效应因子干扰寄主免疫系统的识别与包囊。寄生蜂卵壳表面蛋白通常与被动防御相关，很少被看作一种寄生因子，对其的研究也较为匮乏。二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Matsumura)作为水稻重要害虫二化螟Chilosuppressalis(Walker)幼虫期的优势寄生蜂，通过主动抑制和被动防御两种策略相结合来调控寄主的免疫反应，且其卵壳表面蛋白在与寄主的免疫互作中发挥着重要功能。本论文解析了二化螟盘绒茧蜂卵壳表面的自身蛋白和结合的寄主组分，并着重探讨了两个卵壳表面蛋白的功能和作用机理。　　1.二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白组分的鉴定及分析　　通过转录组和蛋白组结合的方法，对二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白组分进行鉴定，共得到492个卵壳表面蛋白。GO富集分析显示这些蛋白的功能主要集中在氧化还原活性、肽酶活性、辅酶结合活性、辅助因子结合活性、催化活性、醛酮还原酶(NADP)、丝氨酸/苏氨酸蛋白酶抑制活性等。含量前50的蛋白即有参与主动抑制寄主免疫反应的serpin类丝氨酸蛋白酶抑制剂，也包含被动防御相关的Ccp32蛋白，表明卵壳表面蛋白可能参与到寄主的主动抑制和被动防御过程。　　二化螟盘绒茧蜂成熟卵与二化螟血浆进行孵育，对孵育后的卵壳表面进行蛋白组分析，共鉴定到二化螟蛋白586个。通过GO富集分析，这些结合蛋白的主要功能为氧化还原酶活性、核糖核苷酸结合活性、嘌呤核糖核苷酸结合活性、嘌呤核苷酸结合活性、单加氧酶活性、碳水化合物衍生结合活性、RNA结合活性等。在蛋白含量排前50的结合蛋白中，包括了与昆虫发育、营养和免疫调控相关的蛋白，说明该蜂卵壳表面蛋白可能参与到对寄主的多种调控过程。　　2.二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白CcES-SPN的功能研究　　Serpin类丝氨酸蛋白酶抑制剂是寄生蜂一类重要的寄生因子，能够主动抑制寄主的黑化反应。经鉴定在二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白中有一种serpin，即二化螟盘绒茧蜂卵壳表面serpin蛋白（*** egg surface serpin,CcES-SPN）。CcES-SPN的ORF长2604bp，共编码868个氨基酸，N端含有一段N端长为20个氨基酸的信号肽，具有serpin结构域（氨基酸起始位置）。通过qPCR和Western blot实验，结果显示CcES-SPN只在雌蜂卵巢中特异性高表达。免疫荧光实验表明CcES-SPN分布于二化螟盘绒茧蜂雌成蜂的成熟卵表面。PO活性检测证明，卵壳表面总蛋白和重组CcES-SPN的serpin功能域均可以抑制寄主血淋巴的黑化反应。　　3.二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白Ccp32B的作用机理初探　　二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白中有一种分子量为32kDa的蛋白，即Ccp32B。经前期本课题组研究表明该蛋白是二化螟盘绒茧蜂的一种被动免疫相关蛋白。Western blot实验显示，二化螟血淋巴、脂肪体、中肠和马氏管及残体中均存在与Ccp32B抗原相似的蛋白，大小为55kDa和70kDa。利用免疫沉淀实验和LC-MS/MS质谱分析，获得与Ccp32B抗体结合的蛋白36个，其中大部分含有保守的酶结构域。对其中最丰富的蛋白组分——微管蛋白β-tubulin进行了原核表达，其ORF长1344bp，编码448个氨基酸，不含信号肽。Western blot和Pull down实验结果进一步表明，Ccp32B与Cs-β-tubulin具有抗原相似性，推测其可能通过分子拟态的方式发挥被动防御功能。

关键词：水稻二化螟盘绒茧蜂卵壳表面蛋白免疫反应

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二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的二化螟转录组分析及差异性表达的热激蛋白研究

二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的二化螟转录组分析及差异性表达的热激...

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作者：潘丹丹扬州大学

学位级别：硕士

水稻二化螟Chilosuppressalis(Walker)隶属鳞翅目 Lepidoptera、螟蛾总科 Pyraloidea、禾草螟属Chilo。该虫其分布广泛、适应性强,是目前影响我国水稻稳产、高产的重要害虫之一。二化螟盘绒茧蜂(Cotesiachiloni)隶属膜翅目Hymenoptera... 详细信息

水稻二化螟Chilosuppressalis(Walker)隶属鳞翅目 Lepidoptera、螟蛾总科 Pyraloidea、禾草螟属Chilo。该虫其分布广泛、适应性强,是目前影响我国水稻稳产、高产的重要害虫之一。二化螟盘绒茧蜂(Cotesiachiloni)隶属膜翅目Hymenoptera、茧蜂科Braconidae、绒茧蜂属Apanteles,是水稻二化螟的重要寄生蜂之一,对二化螟田间种群起着重要的控制作用。但是,二化螟和二化螟盘绒茧蜂协同进化的机制以及二化螟应对二化螟盘绒茧蜂寄生的策略还不清楚。本研究通过比较分析二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的二化螟和未被寄生的二化螟的转录组数据,研究了二化螟4种热激蛋白对二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的表达特征,同时进一步揭示它们对温度响应的规律。这些结果不仅充实了寄主—寄生蜂的协调进化理论,也为利用二化螟盘绒茧蜂防治二化螟提供理论支撑。主要研究结果如下:1、运用转录组测序技术,测定了被二化螟盘绒茧蜂寄生的二化螟和未被寄生的二化螟转录组。通过比较发现寄生胁迫下的水稻二化螟体内表达存在差异的Unigenes有5685个,在昆虫激素的生物合成、氧化磷酸化、核糖体、药物代谢、丙酮酸代谢和代谢途径这6条通路富集显著。进一步分析发现:呈现表达差异的热激蛋白基因有4条,2条热激蛋白70基因(hsp70s)下调,2条小分子量热激蛋白基因(shsps)上调。2、克隆了二化螟体内3条新型热激蛋白基因的全长序列,分别为hs705、hsp706和hsp21.7c。它们cDNA序列全长分别为2053,2392和870bp,开放阅读框长度分别为1896、1905和570bp,分别编码631、634和189个氨基酸,HSP705和HSP706中都发现有HSP70家族的保守序列,HSP21.7c中发现小分子量热激蛋白家族的保守特征—a-晶状体结构域。系统发育分析表明,二化螟的两条HSP70的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫表现出很高的同源性,CsHSP21.7c,不含内含子,与二化螟其他小分量热激蛋白未表现出较高同源性,是一种特异性小分子量热激蛋白。3、采用荧光实时定量技术对二化螟9个候选内参基因在二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的稳定性进行筛选和评估,运用常用的内参基因筛选程序(NormFinder、geNorm和BestKeeper)以及比较△Ct法对各内参基因进行了排名。综合看来TUB,EF-1和NADHD作为内参基因比较稳定,TUB是最稳定的,RPS11为最不稳定的基因。最后,我们通过寄生胁迫下二化螟目的基因HSP60的相对表达量验证了 TUB的稳定性,确认寄生胁迫下的二化螟内参基因是TUB。4、二化螟hsp705在被二化螟盘绒茧蜂寄生前期先显著上升表达,而在寄生后期却下调表达;hsp706在被二化螟盘绒茧蜂寄生中后期显著下调表达;hsp21.7c在被二化螟盘绒茧蜂寄生中期显著上调,在被寄生末期也显著下调;hsp21.5寄生中期的表达量也显著上调。转录组比较分析发现:2个hsp 70(hsp 705和hsp706)显著下调,而2个shsps(hsp21.5和hsp21.7)显著上调,这表明qRT-PCR验证的结果与转录组测序结果基本一致。5、采用qRT-PCR技术研究了二化螟3条新hsps在高低温胁迫下的表达情况。结果表明:从-11 ℃到43 ℃这21个温度处理下的二化螟体内3条热激蛋白基因在mRNA水平上都显著上调表达,但他们对温度响应的趋势各不相同。hsp705和hsp21.7c都在-6 ℃达到最高表达量,而hsp706却在-11℃达到最高表达量。通过相对表达量比较发现:hsp21.7c在mRNA水平上更容易受热诱导,而hsp705和hsp706却更容易受冷诱导。

关键词：二化螟二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫热激蛋白温度表达模式

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二化螟盘绒茧蜂触角感器的扫描电镜观察

引用

南方农业 2018年第33期12卷 137-139页

作者：刘樾王永模华中农业大学植物科学技术学院湖北武汉430070

二化螟盘绒茧蜂是二化螟的优势寄生蜂,通过对其雌雄成虫触角进行扫描电镜观察,并与前人的研究结果进行比较。结果发现,在华中地区田间采集的越冬代以及室内继代饲养的二化螟盘绒茧蜂触角上至少发现7种类型的感器,分别为毛形、板形、腔... 详细信息

二化螟盘绒茧蜂是二化螟的优势寄生蜂,通过对其雌雄成虫触角进行扫描电镜观察,并与前人的研究结果进行比较。结果发现,在华中地区田间采集的越冬代以及室内继代饲养的二化螟盘绒茧蜂触角上至少发现7种类型的感器,分别为毛形、板形、腔锥形、锥形、刺形、柱形及Bohm氏鬃毛,其中腔锥形感器首次在二化螟盘绒茧蜂上被发现。触角感器的种类及分布在雌雄蜂之间无明显差异,但板状感器的数量及其长度在雌雄之间存在显著差异,这可能决定了雌雄蜂在寄主定位和搜寻配偶过程中对不同气味化合物的感知能力。

关键词：二化螟二化螟盘绒茧蜂触角感器扫描电镜

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