科研产出
褐飞虱核受体基因NlE75的分子特性和功能分析
《昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】蜕皮激素通过信号级联反应调节昆虫的蜕皮和变态过程，而核受体基因E75是信号通路的早期响应基因。本研究旨在分析褐飞虱Nilaparvata lugens NlE75的分子特性及生物学功能，为褐飞虱的防治和新农药的开发提供新分子靶标。【方法】本研究基于序列比对和同源检索以及褐飞虱转录组数据获得NlE75的cDNA序列，并利用RT-PCR和RACE技术对其进行cDNA克隆；利用生物信息学软件预测分析NlE75编码蛋白的结构特性；利用MEGA5.0邻接法（neighbor-joining, NJ）构建系统进化树。利用RT-qPCR检测NlE75及其转录本在褐飞虱不同发育阶段（卵、1-5龄若虫和成虫）、5龄若虫不同组织（头、胸、腹、表皮、翅芽、脂肪体、中肠和足）中和3龄若虫被注射0.2μg/头20-羟基蜕皮激素（20-hydroxyecdysone, 20E）后的表达谱。通过注射法进行RNAi敲降褐飞虱3龄若虫20E合成关键基因NlCYP314A1后，利用RT-qPCR检测3龄若虫中NlE75的表达量；通过注射法进行RNAi下调3和5龄若虫NlE75及3龄若虫中其转录本的表达后，利用RT-qPCR检测3龄若虫中NlE75及其转录本的表达量，观察敲降NlE75对褐飞虱3和5龄若虫蜕皮和变态的影响，分析NlE75的5个转录本的相互调控关系。【结果】克隆获得褐飞虱NlE75的5个转录本，分别命名为NlE75A,NlE75B,NlE75C,NlE75D和NlE75E（GenBank登录号分别为ON086330, ON086331, ON086332, ON086333和ON086334）,其编码蛋白均具有典型的核受体保守结构域；系统进化分析发现其与人体虱Pediculus humanus corporis和德国小蠊Blattella germanica的E75蛋白聚在一起。RT-qPCR结果显示，NlE75基因5个转录本具有不同的发育和组织表达特性；NlE75A和NlE75D的表达量在褐飞虱各发育阶段均较低，NlE75A,NlE75B和NlE75C的表达动态与NlE75一致，NlE75D在4龄和5龄蜕皮前表达量增至最高，而NlE75E在成虫中的表达量最高；NlE75 5个转录本在5龄若虫各个组织中均有表达，但NlE75B,NlE75C,NlE75D和NlE75E在足中高表达，而NlE75A在脂肪体中高表达。20E诱导后4和8 h时，处理组NlE75的表达量较对应的对照组分别上调了4.7和5.0倍，而RNAi干扰褐飞虱NlCYP314A1后48 h时处理组NlE75的表达量较对照组（注射dsGFP）极显著下调了47.8%; RNAi结果表明在3龄若虫中注射dsNlE75后导致褐飞虱蜕皮困难，出现畸形虫体；在5龄若虫中注射dsNlE75导致褐飞虱变态终止，出现畸形虫体；3和5龄若虫注射dsNlE75均无法完成蜕皮过程并最终100%死亡。只有对5个转录本均干扰后才出现畸形表型，而对单一转录本干扰后则不出现畸形表型，说明NlE75基因5个转录本之间存在着复杂的调控关系。【结论】褐飞虱中NlE75基因具有5个转录本，具有不同的发育和组织表达特性；RNAi结果表明，NlE75基因5个转录本存在明显的功能冗余现象，NlE75基因在褐飞虱蜕皮过程发挥重要作用。
关键词： 褐飞虱 核受体 NlE75 转录本 RNAi 蜕皮
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基于SSR分子标记检测褐飞虱交配次数及性选择
《信阳师范学院学报(自然科学版) 》 2021 北大核心
摘要：为探明褐飞虱交配次数和性选择的生殖行为特征,构建了褐飞虱生物型1和生物型Y的近交系,筛选了在不同近交系之间存在明显差异的9个SSR (Simple Sequence Repeats)分子标记用于亲子鉴定.在雌虫交配次数试验中,观察并分子鉴定到23头成功交配的雌虫,其中19头雌虫一生仅进行1次交配,4头雌虫一生进行了2次交配,故褐飞虱雌虫是以单次交配为主、2次交配为辅的混合型交配策略.在性选择分析中,首先,性别内选择试验观察并鉴定到了23头交配成功的雄虫,其中18头生物型Y雄虫选择与雌虫进行交配;其次,性别间选择试验观察并鉴定到了83%生物型Y雄虫选择与雌虫进行交配.结果表明:在性选择行为中,生物型Y雄虫具有更强的竞争优势.
关键词： 褐飞虱 微卫星分子标记 亲子鉴定 交配次数 性选择
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水稻抗性蛋白OsRRK1抗褐飞虱机理分析
《中国水稻科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]OsRRK1(Rop-interacting receptor-like kinase 1)蛋白是水稻中第一个被研究的类胞质受体激酶RLCKⅥ家族蛋白.在调控水稻叶片的卷曲和对褐飞虱的防御中都起着重要作用,但是其调控机理尚不清楚.本研究试图进一步探究OsRRK1基因抗褐飞虱的机理.[方法]利用酵母双杂交的方法分析OsRRK1蛋白与OsLecRK(lectin-like receptor kinase)、OsLecRK1、OsLecRK2、OsLecRK3的互作关系,OsLecRK是抗褐飞虱基因BPH15区间的候选基因,是水稻先天免疫系统中一个重要成员,既参与水稻先天免疫反应,包括对褐飞虱、白叶枯病和稻瘟病的抗性,又参与水稻的发育过程.OsLecRK1、OsLecRK2、OsLecRK3的基因簇组成抗褐飞虱基因BPH3,含BPH3基因的水稻具有广谱、持久的抗虫性.同时利用DNAMAN软件分析OsLecRK蛋白与OsLecRK1、OsLecRK2、OsLecRK3的同源性.[结果]DNAMAN的分析结果显示OsLecRK与OsLecRK1、OsLecRK2、OsLecRK3的同源性都很高,蛋白一致性在50%以上;酵母双杂交结果显示OsRRK1与OsLecRK、OsLecRK2和OsLecRK3互作.[结论]OsRRK1通过与抗褐飞虱基因BPH15和BPH3候选基因的相互作用参与水稻抗褐飞虱过程.
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聚合白背飞虱和褐飞虱抗性基因创制杂交水稻恢复系
《中国水稻科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为了创制兼抗白背飞虱和褐飞虱的水稻恢复系,[方法]分别以抗褐飞虱材料B5(携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15)及携带白背飞虱抗性位点qsI-4的籼型恢复系福恢7011为供体亲本,以骨干恢复系福恢676为轮回亲本,应用低世代分离群体田间表型结合单株鉴定与高世代稳定株系室内筛选和分子标记辅助选择相结合的方法,并对抗虫株系及其测交后代进行考查和农艺性状分析.[结果]选育出聚合Bph14、Bph15和qsI-4的恢复系材料3份,携带2个抗虫基因的恢复系材料3份.其中6份恢复系的褐飞虱抗性鉴定结果均表现中抗以上.通过抗性鉴定和杂交后代农艺性状分析筛选出具有生产应用潜力的恢复系材料2份.[结论]为褐飞虱和白背飞虱抗性聚合新种质的创制和应用提供了基础材料.
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索线虫科线虫对白背飞虱和褐飞虱的寄生动态及其防控效果
《植物保护学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为明确田间水稻白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)和褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)的主要寄生性天敌索线虫科线虫的寄生动态及防控效果,于2013—2015年在湖南省长沙市宁乡市通过田间调查和线虫罩笼法研究了索线虫科线虫对白背飞虱和褐飞虱的寄生动态以及优势种长沙多索线虫Agamermis changshaensis Bao,Luo et Luo对褐飞虱的防控效果。结果表明,在长沙市,索线虫科线虫寄生白背飞虱始见期为6月底至7月初,1个月后出现高峰期,基本与白背飞虱发生高峰期同步;对褐飞虱寄生高峰期早稻多发生在7月中下旬,而晚稻在8月底至9月中旬。索线虫科线虫对白背飞虱雌虫、高龄若虫和雄虫最高寄生率分别为16.95%、14.81%和7.69%;而对褐飞虱雌虫、高龄若虫和雄虫最高寄生率分别为43.33%、20.93%和11.63%。2014年和2015年罩笼盆栽试验结果表明,处理后45 d长沙多索线虫对褐飞虱的防控效果分别为36.11%和33.19%。研究结果表明长沙多索线虫可以作为水稻稻飞虱绿色防控的一种重要辅助性措施。
关键词： 索线虫科线虫 长沙多索线虫 白背飞虱 褐飞虱 寄生率 防控效果
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灌溉方式对优质晚稻田褐飞虱及黑肩绿盲蝽迁入及迁出的影响——湖南省益阳市个例分析
《中国生态农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：黑肩绿盲蝽是褐飞虱的重要天敌之一,且具有明显伴迁现象。研究灌溉方式对优质晚稻田褐飞虱及黑肩绿盲蝽的迁入及迁出,可为优质晚稻田褐飞虱的综合防治提供理论与技术支撑。本试验设置半隔离与全隔离两种隔离方式,研究长期灌溉、湿润灌溉、间歇灌溉及非充分灌溉对优质晚稻田褐飞虱及黑肩绿盲蝽迁入及迁出的影响。结果表明:不同年份,优质晚稻田褐飞虱及黑肩绿盲蝽的迁入及迁出差异较大,2015年,由于晚稻生育中后期气温低及降雨频繁,各灌溉处理下的褐飞虱及黑肩绿盲蝽均未发生迁入。2014年,晚稻生育中后期温度较高,褐飞虱及黑肩绿盲蝽发生迁飞。从迁入情况来看,非充分灌溉下褐飞虱发生早、基数大导致迁入量最低;间歇灌溉的迁入比(迁入量/迁入时段种群增加量)最大;非充分灌溉及湿润灌溉下黑肩绿盲蝽的迁入时期早于其他灌溉方式8 d左右。从迁出情况看,长期灌溉下褐飞虱发生外迁的时期早于其他灌溉方式11 d左右;间歇灌溉的褐飞虱迁出量最大,湿润灌溉的迁出比(迁出量/迁出时段种群消减量)最大;非充分灌溉下黑肩绿盲蝽的迁出量及迁出比均最大。表明非充分灌溉虽然减少了褐飞虱的迁入,但迁入前褐飞虱的种群增加量要远大于其他灌溉方式的迁入量,且会促进天敌黑肩绿盲蝽的外迁,增加了褐飞虱大发生的风险,不利于褐飞虱的综合防治;长期灌溉能有效降低褐飞虱的迁入及天敌黑肩绿盲蝽的外迁;湿润灌溉及间歇灌溉会促进褐飞虱的外迁,同时,间歇灌溉会显著(P<0.05)减少天敌黑肩绿盲蝽的外迁。
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籼稻资源WD15515中抗褐飞虱QTL的定位研究
《作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：褐飞虱是我国水稻生产上最严重的虫害之一,培育和种植抗褐飞虱水稻品种是控制褐飞虱的有效途径。WD15515是一份高抗褐飞虱的籼稻种质资源。利用9311与WD15515杂交培育了F_2群体,对F_2代100个植株进行SSR分子标记分析,测定植株上褐飞虱的蜜露分泌量、虫体增重量和增重比,作为抗虫性指标。通过QTL IciMapping3.0进行作图分析,在第2、第4、第9染色体上共检测到4个抗褐飞虱QTL。其中第2染色体上检测到2个QTL,以蜜露分泌量检测到的qBph2-1位于SSR标记RM71-RM6911之间,LOD值为3.68,表型贡献率为11.08%;以虫体增重量和增重比检测到的qBph2-2位于标记RM6911-RM521之间,LOD值分别为3.31、4.05,表型贡献率分别为7.81%、9.38%。以蜜露分泌量、虫体增重量和增重比为指标,在第4染色体上检测到qBph4,定位于标记RM16996-RM17075之间,LOD值分别为11.11、13.81、15.41,表型贡献率达到44.38%、45.24%、52.40%。同样,以蜜露分泌量、虫体增重量和增重比在第9染色体上检测到qBph9,定位于标记RM219-RM6444之间,LOD值分别为2.59、4.04、3.63,表型贡献率分别为10.91%、12.39%、10.01%。上述结果表明,qBph4是一个抗褐飞虱主效基因。本项研究结果为抗褐飞虱水稻育种提供了新的基因资源。
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灌溉方式对优质晚稻褐飞虱及其主要天敌种群动态的影响
《中国生态农业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：优质晚稻米以其良好的口感而备受消费者欢迎,灌溉方式作为优质晚稻的重要栽培措施之一,研究其对褐飞虱及其主要天敌种群动态的影响,找出一种能够有效降低褐飞虱发生的灌溉方式,从而减少化学农药用量,提高优质晚稻稻米品质,对实现提质增效意义重大。本研究设置长期灌溉、间歇灌溉、湿润灌溉及非充分灌溉4种灌溉方式,研究不同灌溉方式在两种害虫防治方式(生物防治和化学防治)及防虫网全隔离和半隔离方式下对优质晚稻褐飞虱及其主要天敌(拟环纹豹蛛和黑肩绿盲蝽)种群动态的影响,以期为优质晚稻绿色栽培提供理论支撑。结果表明:生物防治下,黑肩绿盲蝽的始见期迟于褐飞虱,与褐飞虱间主要表现为跟随效应,只利用黑肩绿盲蝽不能有效控制褐飞虱的发生。在晚稻褐飞虱快速增长的主要时期(孕穗—乳熟期),长期灌溉的褐飞虱种群数量显著低于非充分灌溉,非充分灌溉的拟环纹豹蛛种群数显著低于其他灌溉方式;黑肩绿盲蝽、拟环纹豹蛛的种群变化与褐飞虱种群变化相关性显著(P<0.05),当田间褐飞虱种群数量低于1 891.1只×百丛-1,蛛虱比(拟环纹豹蛛︰褐飞虱)大于1︰9.67时,拟环纹豹蛛能够完全控制褐飞虱的发生。化学防治下,化学农药对各灌溉方式下的黑肩绿盲蝽均具有严重的致死效应,而长期灌溉能够有效降低化学农药对拟环纹豹蛛的毒害。综上所述,长期灌溉有利于保护稻田主要天敌,对褐飞虱的防控效果最好,生产中结合节水理念,可在晚稻全生育期内探索采用分段长期灌溉,从而达到既节约水资源又有效减少化学农药用量的效果。
关键词： 灌溉方式 害虫防治方式 优质晚稻 褐飞虱 天敌 种群动态
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褐飞虱SRAP-PCR体系的优化与确立
《植物保护 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：采用L16(45)正交试验设计,对褐飞虱SRAP-PCR反应体系中的Mg2+、dNTPs、TaqDNA聚合酶、引物浓度和DNA模板浓度5个因素进行优化,确立了褐飞虱SRAP-PCR最佳的反应体系。结果表明:褐飞虱SRAP-PCR最佳反应体系为:总体积10μL,Mg2+浓度3mmol/L、dNTPs为150μmol/L、TaqDNA聚合酶2U、正反向引物各0.3μmol/L、DNA用量25ng以及1×PCR Buffer。使用生物型1雌虫与生物型2雄虫单对杂交F2群体对优化后的褐飞虱SRAP-PCR反应体系进行验证,获得了条带清晰、多态性丰富的图谱,并发现共显性条带,表明确定的反应体系稳定可靠。
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