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嗜卷书虱Cu/Zn-SOD1,Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD的克隆及对高低温胁迫的响应

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昆虫学报 2024年第1期67卷 1-8页

作者：王潇徐德均朱斌健徐俊延敖国红张长禹韩开宇贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂毕节551700 贵州大学昆虫研究所贵州省山地农业病虫害重点实验室贵阳550025 贵州翰高烟叶病虫害防治中心贵阳550009

【目的】揭示嗜卷书虱Liposcelis bostrychophila超氧化物歧化酶基因在响应高低温胁迫中的作用。【方法】通过RT-PCR克隆嗜卷书虱3个超氧化物歧化酶基因Cu/Zn-SOD1,Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD cDNA,利用生物信息学方法分析其序列特征;采用RT... 详细信息

【目的】揭示嗜卷书虱Liposcelis bostrychophila超氧化物歧化酶基因在响应高低温胁迫中的作用。【方法】通过RT-PCR克隆嗜卷书虱3个超氧化物歧化酶基因Cu/Zn-SOD1,Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD cDNA,利用生物信息学方法分析其序列特征;采用RT-qPCR技术检测Cu/Zn-SOD1,Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD在高温(42℃)和低温(4℃)胁迫下0,1和2 h时成虫中的相对表达量。【结果】克隆获得嗜卷书虱LbCu/Zn-SOD1,LbCu/Zn-SOD2和LbFe/Mn-SOD(GenBank登录号分别为OQ938782,OQ938783和OQ938784),开放阅读框(ORF)分别长465,630和636 bp,分别编码154,209和211个氨基酸,编码蛋白质相对分子量分别为15.85,22.33和23.72 kD,等电点分别为6.17,7.68和6.79;LbCu/Zn-SOD1和LbCu/Zn-SOD2分别具有1个和2个Cu/Zn超氧化物歧化酶特征,LbFe/Mn-SOD具有1个Fe/Mn超氧化物歧化酶特征。系统进化分析结果表明,昆虫Cu/Zn-SOD1,Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD高度保守。高温42℃胁迫诱导嗜卷书虱成虫中LbCu/Zn-SOD1,LbCu/Zn-SOD2和LbFe/Mn-SOD的表达,其中LbCu/Zn-SOD1和LbCu/Zn-SOD2表达量在1和2 h时均显著高于对照;LbFe/Mn-SOD表达量在1 h时显著低于对照,而在2 h时显著高于对照。低温4℃胁迫下,与对照相比,嗜卷书虱成虫中LbCu/Zn-SOD1和LbCu/Zn-SOD2的表达量在1 h时无显著差异,而LbFe/Mn-SOD的表达量显著降低,LbCu/Zn-SOD1,LbCu/Zn-SOD2和LbFe/Mn-SOD的表达量在2 h时均显著升高。【结论】超氧化物歧化酶基因LbCu/Zn-SOD1,LbCu/Zn-SOD2和LbFe/Mn-SOD参与了嗜卷书虱对极端温度胁迫的耐受性。

关键词：嗜卷书虱超氧化物歧化酶基因克隆温度胁迫表达分析

草地贪夜蛾细胞外信号调节激酶基因克隆及对不同环境胁迫的响应

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植物保护学报 2023年第3期50卷 631-641页

作者：李锦孟建玉周吕张长禹贵州大学昆虫研究所贵州省山地农业病虫害重点实验室贵阳550025 贵州省烟草科学研究院贵阳550081

为探究草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda细胞外信号调节蛋白激酶(extracellular signal regulated protein kinase,ERK)对外界环境胁迫的响应,采用逆转录聚合酶链反应(reverse transcriptionpolymerase chain reaction,RT-PCR)克隆草地贪夜蛾ERK基因,命名为SfERK,运用生物信息学方法分析其序列特征,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)技术分析SfERK基因在不同龄期、不同组织及A区段紫外辐射(ultraviolet-A radiation,UV-A)胁迫和低温、高温胁迫下的表达情况。结果表明,草地贪夜蛾SfERK(登录号:MZ061919)基因cDNA全长为2127 bp,开放阅读框为1212 bp,编码404个氨基酸,编码蛋白质相对分子量约44.48 k D,等电点为6.34。系统发育分析表明,SfERK与鳞翅目昆虫ERK基因亲缘关系最近。发育表达模式表明SfERK在卵期表达量最高;组织表达模式表明SfERK在成虫头部(去除触角和复眼)相对表达水平达最高。UV-A和低温胁迫均可诱导SfERK表达。UV-A胁迫下,雌雄成虫体内SfERK基因分别在不同处理时间下显著上调,分别在120 min和30 min时的表达量最大;4℃低温胁迫下,雌雄成虫体内SfERK基因呈先上升后下降的表达模式,分别在120 min和90 min时达到峰值;36℃高温胁迫下,草地贪夜蛾雌成虫体内SfERK基因在高温胁迫下均显著下调;雄成虫体内SfERK基因呈先下降后上升再下降趋势,在90 min时表达量最大。表明SfERK基因在草地贪夜蛾响应环境胁迫的分子机制中可能发挥着重要作用。

关键词：草地贪夜蛾丝裂原活化蛋白激酶细胞外信号调节激酶基因克隆表达分析

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我国农业害虫物理防治研究与应用进展

植物保护学报 2022年第1期49卷 173-183页

作者：桑文高俏张长禹黄求应雷朝亮王小平华南农业大学植物保护学院广东省生物农药创制与应用重点实验室广州510640 华中农业大学植物科技学院昆虫资源利用与害虫可持续治理湖北省重点实验室武汉430070 贵州大学昆虫研究所贵州省山地农业病虫害重点实验室贵阳550025

自1949年以来,我国的植物保护理论和技术研究取得了巨大进步,物理防治作为重要的害虫绿色防控技术,在基础理论研究与应用技术及产品创新领域也取得了一系列重要进展。该文综述了新中国成立后我国灯光诱控、色板诱控、物理阻隔、温度控... 详细信息

自1949年以来,我国的植物保护理论和技术研究取得了巨大进步,物理防治作为重要的害虫绿色防控技术,在基础理论研究与应用技术及产品创新领域也取得了一系列重要进展。该文综述了新中国成立后我国灯光诱控、色板诱控、物理阻隔、温度控制、辐照不育等害虫物理防治的理论、技术、设备和应用研究的重要成果,并对农业害虫物理防治的未来发展方向进行展望,以期为建立现代植保技术体系,保障我国的粮食安全、环境安全和农业可持续发展提供参考。

关键词：物理防治灯光诱控粘虫色板物理阻隔温度控制辐照不育

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贵州玉米田害虫绿色灯光防控技术研究

环境昆虫学报 2023年第3期45卷 787-800页

作者：杨昌利陶惠周吕李锦张长禹贵州大学昆虫研究所/贵州省山地农业病虫害重点实验室贵阳550025 威宁县山地特色农业科学研究所贵州威宁553100

为探明贵州玉米田昆虫群落结构和杀虫灯对害虫的防治效果,选取贵州玉米田3个具有代表性的点分别安装诱虫灯,进行诱集调查,并对近灯区(距离灯20 m以内)、远灯区(距离灯20~150 m)和对照区的昆虫种群消长情况进行田间调查。结果表明,贵州... 详细信息

为探明贵州玉米田昆虫群落结构和杀虫灯对害虫的防治效果,选取贵州玉米田3个具有代表性的点分别安装诱虫灯,进行诱集调查,并对近灯区(距离灯20 m以内)、远灯区(距离灯20~150 m)和对照区的昆虫种群消长情况进行田间调查。结果表明,贵州玉米田昆虫共有11目66科132种,主要为同翅目、鞘翅目、鳞翅目、膜翅目、直翅目、双翅目和半翅目类昆虫;灯诱共获得89个种类,其中害虫占64.77%,益虫占15.91%,中性昆虫占19.32%。田间调查结果显示,近灯区物种丰富度最高,对照区次之,远灯区最低;近灯区玉米螟Ostrinia furnacalis、黏虫Mythimna seperata(Walker)、灰飞虱Laodelphax striatellus和条赤须盲蝽Trigonotylus coelestialium(Kirkaldy)等趋光性昆虫的种群数量长期高于其他区域。综上所述,风吸式诱虫灯对玉米田害虫有较好的防治效果,为玉米田害虫的绿色防控提供了参考。

关键词：玉米田害虫综合防治田间调查绿色灯光防控

蠋蝽热激蛋白基因AcHsp83a和AcHsp83b的克隆、表达谱及对高低温和UV-B胁迫的响应

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昆虫学报 2023年第11期66卷 1425-1434页

作者：孟建玉金鑫何龙春张雪霞杨昌利张长禹贵州省烟草科学研究院贵阳550081 贵州省烟草公司贵阳市公司贵阳550002 贵州大学农学院贵阳550025

【目的】探索天敌昆虫蠋蝽Arma chinensis响应高低温和UV-B胁迫的分子机制。【方法】利用RT-PCR克隆蠋蝽热激蛋白基因Hsp83a和Hsp83b,并利用生物信息学分析其序列特征;利用RT-qPCR检测Hsp83a和Hsp83b在蠋蝽不同发育阶段(卵、1-5龄若虫... 详细信息

【目的】探索天敌昆虫蠋蝽Arma chinensis响应高低温和UV-B胁迫的分子机制。【方法】利用RT-PCR克隆蠋蝽热激蛋白基因Hsp83a和Hsp83b,并利用生物信息学分析其序列特征;利用RT-qPCR检测Hsp83a和Hsp83b在蠋蝽不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雌成虫和雄成虫)、成虫不同组织(头、胸、腹、翅、触角、脂肪体、足、马氏管、口器、中肠、卵巢和精巢)及38℃高温、4℃低温0(CK),6和24 h时和UV-B胁迫0(CK),6和12 h时雌成虫和雄成虫中的表达量。【结果】克隆获得蠋蝽2个Hsp90基因,分别命名为AcHsp83a(GenBank登录号:OP791883)和AcHsp83b(GenBank登录号:OP791884),开放阅读框(ORF)分别长2172和2163 bp,分别编码723和720个氨基酸,编码蛋白相对分子量分别为83.12和82.90 kD,等电点(pI)分别为4.94和4.97,C末端序列都含保守基序EEVD,均为胞质型热激蛋白。AcHsp83a和AcHsp83b高度保守。AcHsp83a在卵中表达量最高,AcHsp83b在成虫中表达量最高;AcHsp83a在雄成虫精巢中表达量最高,AcHsp83b在雌成虫中肠中表达量最高。对于雌成虫,随着38℃,4℃和UV-B处理时间的延长,AcHsp83a和AcHsp83b的表达量均先上升后下降,在6 h时达到最高。对于雄成虫,随着38℃和UV-B处理时间的延长,AcHsp83a的表达量均先上升后下降,在6 h时达到最高;随着4℃处理时间的延长,AcHsp83a的表达量在雄成虫中先下降后上升,在24 h时达到最高;在3种胁迫条件下,雄成虫体内AcHsp83b的表达量均较对照显著降低。【结论】蠋蝽AcHsp83a和AcHsp83b的差异表达说明其在蠋蝽的生长发育及适应极端温度和UV-B胁迫过程中发挥重要作用。

关键词：蠋蝽 Hsp90 基因克隆表达谱分析环境胁迫

五种实蝇的分子系统发育分析与分子快速鉴定研究

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五种实蝇的分子系统发育分析与分子快速鉴定研究

作者：张长禹华中农业大学

学位级别：硕士

实蝇(fruit fly)泛指双翅目(Diptera)、实蝇科(Tephritidae)、果实蝇属(Bactrocera)昆虫，是危害水果和蔬菜的重要害虫类群。目前，已有64个国家和地区不同程度地将实蝇列为植物检疫危险性害虫，并采取了严格的检疫措施，实蝇的分类与... 详细信息

实蝇(fruit fly)泛指双翅目(Diptera)、实蝇科(Tephritidae)、果实蝇属(Bactrocera)昆虫，是危害水果和蔬菜的重要害虫类群。目前，已有64个国家和地区不同程度地将实蝇列为植物检疫危险性害虫，并采取了严格的检疫措施，实蝇的分类与鉴定研究也受到了世界各国的高度重视。本研究以我国常见的五种检疫性果实蝇为研究对象，采用RPAD技术、ISSR技术，并利用mtDNA cytb基因片断对实蝇的系统发育和分子鉴定进行了研究。主要研究结果如下： 1．利用目前常用的6种DNA提取方法，如CTAB法、SDS法等，提取酒精浸泡保存的实蝇标本的基因组DNA。根据所提取的实蝇基因组DNA的浓度和质量，确定出最佳的DNA提取方法为氯仿／异戊醇抽提法。 2．对实蝇RAPD-PCR体系进行了优化，建立了适于实蝇RAPD分析的PCR反应体系：在25μL反应体系中，模板DNA用量为80ng，MgCl浓度为2.0mM，四种dNTP浓度各为0.2mM，Taq引物浓度为0.5μM，酶用量为1U。扩增程序：先94℃预变性3min;再94℃变性45s、36℃退火1min、72℃延伸2min，共40个循环;最后延伸10min。在此基础上，从40条引物中筛选出稳定性好、多态性高的10条随机引物，共扩增出316条谱带，所获片段大小为100～2500bp，并利用扩增谱带区分不同种类的实蝇。根据DICE遗传距离得出五种实蝇间的遗传聚类结果：具条实蝇***、瓜实蝇***与南瓜实蝇***聚为一枝，然后再和桔小实蝇***聚在一起，最后与亲缘关系较远的柑桔大实蝇***相聚，这与传统分类所提出的亲缘关系基本一致，也表明利用RAPD技术能够把不同种的实蝇区分开来。 3．首次利用ISSR技术对实蝇的系统发育关系进行了研究。构建了实蝇的ISSR-PCR反应的最佳体系，并从30条ISSR引物中筛选出8条稳定性好、多态性高的引物。根据ISSR扩增图谱构建了五种实蝇的UPGMA聚类图，并进行了五种实蝇的鉴别研究，结果表明ISSR是一种稳定的分子标记技术，能够用于实蝇的系统发育及分子鉴定研究。 4．对柑桔大实蝇、瓜实蝇、南瓜实蝇、桔小实蝇、具条实蝇五种实蝇mtDNA Cytb基因进行了克隆、测序。在获得的420bp的序列片断中有128个位点为多态性位点，从中筛选出稳定的20个变异位点作为五种实蝇的信息鉴别位点，并采用邻接法(NJ)和未加权组对算术平均法(UPGMA)构建分子系统发育树，结果表明：筛选出来的变异位点能够成功的区分出五种实蝇;而用两种方法构建的系统树结果基本一致。瓜实蝇、南瓜实蝇和具条实蝇先聚在一起，然后和桔小实蝇聚为一枝，最后再与柑桔大实蝇相聚。本论文利用三种分子标记对五种实蝇进行了分子系统发育与分子鉴定研究，研究方法快速准确，对其它实蝇的分类与鉴定研究也具有一定的参考价值，为构建检疫性实蝇的快速分子鉴定体系奠定了基础。

关键词：实蝇系统发育分子鉴定 RAPD ISSR 线粒体DNA cyt b

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《农业昆虫学》课程教学方法的探索与改革

学术与实践 2022年第1期 220-225页

作者：刘健锋杨茂发戴仁怀张长禹赵海燕杨洪贵州大学昆虫研究所贵州贵阳550025

《农业昆虫学》作为植物保护专业主干课程之一,对实现植物保护专业培养目标有着极为重要的作用。为建设高水平本科教育、培养国家一流农科人才,传统的教学模式已无法满足新型农科人才的培养需求。以贵州大学国家一流专业植物保护为例,... 详细信息

《农业昆虫学》作为植物保护专业主干课程之一,对实现植物保护专业培养目标有着极为重要的作用。为建设高水平本科教育、培养国家一流农科人才,传统的教学模式已无法满足新型农科人才的培养需求。以贵州大学国家一流专业植物保护为例,目前该课程在教学过程中存在知识无法融会贯通、课程内容过多、教材版本老旧等问题。在今后的教学工作中,可通过进一步将理论知识与农业生产实际相结合,灵活考核方式,引入“翻转课堂”等方式改进教学手段与策略,以提高学生专业素养和综合能力,进一步激发学生的求知欲和创新创造能力。

关键词：农业昆虫学课程教学探索改革

草地贪夜蛾热激蛋白Hsc70基因克隆、表达谱及对不同环境胁迫的响应

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植物保护学报 2020年第4期47卷 797-806页

作者：姚梦霜孟建玉杨昌利张长禹贵州大学昆虫研究所贵州省山地农业病虫害重点实验室贵阳550025 贵州省烟草科学研究院贵阳550081

为探讨草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Hsc70基因对A区段紫外辐射(ultraviolet-A radiation,UV-A)及高、低温胁迫的响应,采用逆转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术克隆Hsc70基因并对其进行序列分析,利用实时荧光定量PCR(realtime quantitative PCR,RT-qPCR)技术分析不同龄期、不同组织及UV-A和高、低温胁迫下的表达量。结果显示,草地贪夜蛾Hsc70基因(GenBank登录号:MT130717)开放阅读框为1 980 bp,编码659个氨基酸,蛋白质相对分子量为73.12 kD,等电点为5.23;其氨基酸末端序列为KDEL,属于内质网型热激蛋白。草地贪夜蛾Hsc70基因与鳞翅目昆虫Hsc70同源性高。草地贪夜蛾Hsc70表达量在2龄幼虫发育阶段和复眼中表达量最高。UV-A、高、低温胁迫对草地贪夜蛾Hsc70基因表达有明显的诱导作用,随着处理时间的延长,Hsc70基因表达量呈先增加后降低的趋势;UV-A胁迫下,草地贪夜蛾雌、雄成虫Hsc70基因表达量分别在120 min和60 min时达到峰值;36℃胁迫下,草地贪夜蛾雌、雄成虫Hsc70基因表达量分别在120 min和90 min时达到峰值;4℃胁迫下,草地贪夜蛾雌、雄成虫Hsc70基因表达量均在30 min时达到峰值。表明草地贪夜蛾Hsc70基因在草地贪夜蛾适应环境胁迫中发挥着作用。

关键词：草地贪夜蛾 Hsc70 基因克隆表达分析

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紫外线照射对棉铃虫成虫几种同工酶的影响

华中农业大学学报 2012年第1期31卷 69-72页

作者：孟建玉张长禹雷朝亮贵州省烟草科学研究所贵阳550081 华中农业大学植物科学技术学院/湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室武汉430070

采用同工酶电泳的方法,研究了紫外(ultraviolet,UV)胁迫条件下对棉铃虫体内酯酶、过氧化物酶(peroxidase,POX)及过氧化氢酶(catalase,CAT)等同工酶的影响。结果表明:与对照相比,紫外线照射处理组酯酶同工酶谱带发生了质和量的变化,照射... 详细信息

采用同工酶电泳的方法,研究了紫外(ultraviolet,UV)胁迫条件下对棉铃虫体内酯酶、过氧化物酶(peroxidase,POX)及过氧化氢酶(catalase,CAT)等同工酶的影响。结果表明:与对照相比,紫外线照射处理组酯酶同工酶谱带发生了质和量的变化,照射时间为30min和60min时,谱带E4、E9、E10增强,谱带E2、E8减弱,谱带E1、E5、E7、E11消失,新增了谱带E3、E6;照射时间延长至90min时,谱带E4、E9增强,谱带E2、E8减弱,谱带E1、E5、E7消失,新增了谱带E3、E6。紫外线照射处理下,棉铃虫POX同工酶谱带P5有所增强,CAT同工酶谱带的变化因照射时间不同而有所差异。与对照相比,紫外线照射处理组的C1谱带增强,但C2谱带在30min时减弱,60min时恢复到对照水平,90min时与对照相比又有所减弱。

关键词：棉铃虫紫外光照射同工酶