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荻草谷网蚜ABCG1基因的克隆及表达模式分析

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植物保护 2024年第1期50卷 256-263,285页

作者：于苗苗张思宇宋国锋陈巨莲解海翠范佳河北科技师范学院河北省作物逆境生物学重点实验室(筹)秦皇岛066600 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193

荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是严重威胁我国小麦生产安全的迁飞性害虫。蜕皮激素是参与蚜虫翅型分化调控的内激素,在有翅成蚜体内保持高滴度,且诱导后代产生更高比例的无翅蚜,其进出靶细胞需要经过细胞膜上特定蛋白的转运。ATP结合盒... 详细信息

荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是严重威胁我国小麦生产安全的迁飞性害虫。蜕皮激素是参与蚜虫翅型分化调控的内激素,在有翅成蚜体内保持高滴度,且诱导后代产生更高比例的无翅蚜,其进出靶细胞需要经过细胞膜上特定蛋白的转运。ATP结合盒转运蛋白家族G亚家族(ATP-binding cassette transporter G, ABCG)中的ABCG1是通过跨膜转运昆虫类固醇、对蜕皮激素信号进行负调控的功能蛋白之一,在蚜虫中尚未见报道。本文克隆了荻草谷网蚜ABCG1(SmisABCG1)基因,并进行了序列比对、系统进化分析以及不同组织部位和发育时期表达模式分析。结果显示,SmisABCG1基因的开放阅读框全长为1 851 bp,编码616个氨基酸,含7个跨膜结构域,符合ABCG蛋白家族典型结构特性,基因登录ID:OP626323。昆虫间ABCG1较保守,该蛋白系统进化关系与各自物种间亲缘关系的远近保持一致。其中,SmisABCG1与来自豌豆蚜、禾谷缢管蚜、棉蚜、花生蚜和雪松长足大蚜等的ABCG1氨基酸序列高度一致(>87%),以上蚜虫聚为一支。与SmisABCG1亲缘关系最近的是豌豆蚜的ABCG1,其次是半翅目的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱,与膜翅目的新疆菜叶蜂、阿里山潜蝇茧蜂以及鞘翅目的赤拟谷盗、蜂箱小甲虫亲缘关系较远。该基因在伪胚胎和成蚜阶段高表达。包含伪胚胎的有翅、无翅成蚜整蚜SmisABCG1的转录水平无显著差异,但其在来自有翅成蚜的伪胚胎中的转录水平高于无翅成蚜伪胚胎,证实无翅成蚜自身的转录水平较高,而有翅成蚜较低。进一步分析显示这一差异主要是无翅蚜胸部显著高表达所导致。基于该蛋白对蜕皮激素负调控,与有翅成蚜转录水平低,但蜕皮激素水平更高相符合。

关键词：荻草谷网蚜 ABC转运蛋白蜕皮激素基因克隆表达谱

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麦类作物对蚜虫抗性机制及抗性遗传研究进展

植物保护 2023年第5期49卷 181-189页

作者：刘晓蓓张勇陈巨莲中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193

小麦蚜虫是小麦上的重大害虫,严重威胁小麦产量和粮食安全。种植抗虫品种为最经济有效的麦蚜防控措施之一,充分了解小麦品种对蚜虫的抗性及其机制是培育与利用抗性品种的基础。本文对近10年来小麦抗蚜品种的鉴定筛选、抗蚜机理、抗蚜基... 详细信息

小麦蚜虫是小麦上的重大害虫,严重威胁小麦产量和粮食安全。种植抗虫品种为最经济有效的麦蚜防控措施之一,充分了解小麦品种对蚜虫的抗性及其机制是培育与利用抗性品种的基础。本文对近10年来小麦抗蚜品种的鉴定筛选、抗蚜机理、抗蚜基因与抗性遗传,以及转基因抗蚜小麦创制等研究进展进行了系统综述,并对今后研究进行展望,以期为深入研究小麦对蚜虫抗性机制,促进抗虫小麦改良,并为抗虫品种在麦蚜绿色防控中应用提供参考。

关键词：麦类作物麦蚜抗蚜鉴定抗性基因与遗传抗性机理

李光博院士在小麦病虫害综合防治体系创建和实施中的重大贡献——纪念李光博院士诞辰100周年

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植物保护 2022年第3期48卷 14-21页

作者：陈巨莲曹雅忠倪汉祥中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

本文回顾了李光博院士在农作物病虫害综合防治领域中的重要工作,包括科学制定小麦病虫害综防科技攻关研究方案,推进小麦病虫害综合防治技术研究实践,创建区域性小麦病虫害综合防治技术体系,引领我国农作物病虫害综合防治技术发展及人才... 详细信息

本文回顾了李光博院士在农作物病虫害综合防治领域中的重要工作,包括科学制定小麦病虫害综防科技攻关研究方案,推进小麦病虫害综合防治技术研究实践,创建区域性小麦病虫害综合防治技术体系,引领我国农作物病虫害综合防治技术发展及人才团队建设做出的重要贡献。结合李光博院士在小麦病虫害综合防治理论及实践上的研究成果,简要介绍了当前研究进展,并对未来加强我国小麦病虫害综合及绿色防控工作进行展望。

关键词：李光博小麦病虫害综合防治国家科技攻关

郭予元院士在创建中国主要粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系上的学术贡献——纪念郭予元院士诞辰90周年

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植物保护 2023年第1期49卷 28-36页

作者：倪汉祥陈巨莲张勇曹雅忠植物病虫害生物学国家重点实验室中国农业科学院植物保护研究所北京100193

本文回顾了郭予元院士在20世纪80-90年代对中国主要粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系研究与实践中的重要工作,包括组建粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系的创新性思路、创建主要粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系,... 详细信息

本文回顾了郭予元院士在20世纪80-90年代对中国主要粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系研究与实践中的重要工作,包括组建粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系的创新性思路、创建主要粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系,以及对21世纪我国粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系提出的发展前景和目标等,其中粮棉作物多病虫复合群体综合防治技术体系实施后取得了显著成效。郭予元院士在我国主要粮棉多病虫复合群体综合防治领域的相关学术思想及贡献,对我国农作物病虫害综合防治、可持续治理、绿色防控策略制定以及植物保护学科的发展产生了深远的影响,为我国实现农作物生物灾害可持续控制做出了重要贡献。

关键词：郭予元水稻小麦玉米棉花多病虫复合群体病虫害综合防治

不同小麦品种(系)叶片表面蜡质对两种麦蚜取食的影响

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应用生态学报 2007年第8期18卷 1785-1788页

作者：刘勇陈巨莲程登发山东农业大学植物保护学院山东泰安271018 中国农业科学院植物保护研究所北京100094

采用气质联用(GC-MS)和生物测定法,探讨了不同小麦品种(系)叶片表面蜡质对麦长管蚜和禾谷缢管蚜取食的影响.结果表明:SN80、SN18和ZM12叶片表面蜡质对2种蚜虫取食具有刺激作用,而SN87叶片表面蜡质无刺激作用.对4种小麦材料叶片表面蜡质... 详细信息

采用气质联用(GC-MS)和生物测定法,探讨了不同小麦品种(系)叶片表面蜡质对麦长管蚜和禾谷缢管蚜取食的影响.结果表明:SN80、SN18和ZM12叶片表面蜡质对2种蚜虫取食具有刺激作用,而SN87叶片表面蜡质无刺激作用.对4种小麦材料叶片表面蜡质进行GC-MS分析发现,其表面蜡质化学组分有所不同,但主要组分均为长链烷烃,其它组分包括7-十四碳烯、8-十五烷酮、十四烷酸乙酯和十六烷酸乙酯等.生物测定结果表明:长链烷烃(>C17)、7-十四碳烯及8-十五烷酮对两种蚜虫取食具有显著的刺激作用;而乙基柠檬酸、十四烷酸乙酯和十六烷酸乙酯对麦长管蚜取食无刺激作用;十四烷酸乙酯和十六烷酸乙酯对禾谷缢管蚜取食也无刺激作用.

关键词：麦长管蚜禾谷缢管蚜小麦叶片表面蜡质

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荻草谷网蚜两个内参基因的克隆及表达谱分析

中国生物防治学报 2023年第1期39卷 122-129页

作者：张思宇于苗苗王文凯范佳陈巨莲长江大学农学院荆州434000 中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

利用染料法荧光定量PCR技术开展功能基因的表达量检测时,表达稳定内参基因的选择和引物的高特异性是确保检测结果准确可靠的前提。本文针对昆虫通用的内参基因NADH(nicotinamideadenine dinucleotide dehydrogenase)和DIMT(dimethyladen... 详细信息

利用染料法荧光定量PCR技术开展功能基因的表达量检测时,表达稳定内参基因的选择和引物的高特异性是确保检测结果准确可靠的前提。本文针对昆虫通用的内参基因NADH(nicotinamideadenine dinucleotide dehydrogenase)和DIMT(dimethyladenosine transferase)在荻草谷网蚜中进行了基因克隆、序列分析、不同龄期的时间表达谱分析和基因表达稳定性评估。两个基因的GenBank登录号分别为OL770461和OL770462。NADH和DIMT基因克隆序列与基于高通量测序技术预测结果高度一致,但仍有不同。以β-actin为内参分析两个表达谱,结果显示各自表达稳定、龄期间无显著差异;稳定值由高到低为β-actin,NADH,DIMT,稳定值彼此接近、远小于阈值1.5。以上研究结果说明,通常作为内参基因的持家基因虽然保守,在物种间仍可能存在较大变异,直接引用其他物种的内参引物不可行;不但如此,一代测序技术虽然通量低但准确度极高,与之相比,二代高通量测序则错误率较高,因此引物设计使用的基因应首做克隆测序验证;最后,NADH和DIMT在荻草谷网蚜各发育阶段表达稳定,适用于蚜虫基因、特别是不同发育阶段的基因表达差异分析。

关键词：荻草谷网蚜基因克隆内参基因表达谱表达稳定性

麦长管蚜和禾谷缢管蚜对小麦挥发物的触角电位反应

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昆虫学报 2003年第6期46卷 679-683页

作者：刘勇陈巨莲倪汉祥山东农业大学博士后流动站山东泰安271018 中国农业科学院植物保护研究所北京100094

采用活体蚜虫测定法 ,利用EAG技术比较分析了麦长管蚜Sitobionavenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphumpadi有翅及无翅成蚜对小麦挥发物及麦蚜取食诱导挥发物组分的嗅觉反应 ,揭示了两种麦蚜的嗅觉变异特点。结果表明 :麦长管蚜对水杨酸甲酯、... 详细信息

采用活体蚜虫测定法 ,利用EAG技术比较分析了麦长管蚜Sitobionavenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphumpadi有翅及无翅成蚜对小麦挥发物及麦蚜取食诱导挥发物组分的嗅觉反应 ,揭示了两种麦蚜的嗅觉变异特点。结果表明 :麦长管蚜对水杨酸甲酯、反 2 己烯醛、反 2 己烯醇、 6 甲基 5 庚烯 2 酮和 6 甲基 5 庚烯 2 醇的反应较强 ,禾谷缢管蚜对水杨酸甲酯、反 3 己烯乙酸酯、 6 甲基 5 庚烯 2 酮和 6 甲基 5 庚烯 2 醇的反应较强 ,并得到了剂量反应曲线。麦长管蚜的有翅和无翅成蚜对 6 甲基 5 庚烯 2 酮、反 2 己烯醇和水杨酸甲酯的反应差异显著 ;禾谷缢管蚜的有翅和无翅成蚜对反 2 己烯醇、辛醛、里那醇、水杨酸甲酯和反 3 己烯乙酸酯的EAG反应差异显著。

关键词：麦长管蚜禾谷缢管蚜小麦挥发物触角电位

表面质膜共振技术——一种检测蛋白质特异结合反应的方法

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昆虫知识 2003年第2期40卷 119-123页

作者：陈巨莲中国农业科学院植物保护研究所北京100094

表面质膜共振 (SPR)技术是一种监测生物大分子之间特异结合反应的物理方法。该文综述了SPR技术的特点 ,操作方法 ,光学结构及监测原理 ,数据采集及分析方法 ,应用范围其存在的问题等。同时 ,展望了该技术在昆虫学研究中广阔的应用前景。

关键词：表面质膜共振技术渐消失波生物传感器蛋白质互作昆虫信号传导

基于线粒体和初级共生菌基因序列的荻草谷网蚜6个地理种群的遗传多样性研究

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植物保护 2022年第6期48卷 255-263,306页

作者：孙靖轩李迁谭晓玲范佳张勇 FRANCIS Frédéric 陈巨莲中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193 比利时列日大学让布鲁农业生物技术学院功能与进化昆虫学系让布鲁5030 黑龙江省农业科学院牡丹江分院牡丹江157000

荻草谷网蚜Sitobion miscanthi(Takahashi)(在中国长时间学名误用为麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius)是我国小麦的主要害虫,为小麦蚜虫优势种。该蚜虫因繁殖速度快、发育历期短、适应能力强且能随着气流远距离迁飞等特性,对小麦安全... 详细信息

荻草谷网蚜Sitobion miscanthi(Takahashi)(在中国长时间学名误用为麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius)是我国小麦的主要害虫,为小麦蚜虫优势种。该蚜虫因繁殖速度快、发育历期短、适应能力强且能随着气流远距离迁飞等特性,对小麦安全生产构成严重威胁。目前关于蚜虫种群遗传结构的研究主要基于线粒体基因开展。然而,初级共生菌布赫纳氏菌Buchnera aphidicola几乎存在于所有蚜虫中,其在研究蚜虫种群遗传结构多样性方面的潜在作用报道很少。本研究基于前期收集的荻草谷网蚜6个不同地理种群(苏州、武汉、昆明、廊坊、泰安、银川),对其线粒体COⅠ基因与初级共生菌B.aphidicola的两个单拷贝基因gnd与trpA进行PCR扩增、测序和群体遗传结构分析。根据对3个遗传标记基因聚类分析,荻草谷网蚜6个不同地理种群分为3组,分别为银川种群、苏州种群和其他种群(COⅠ:F_(CT)=0.3642,P<0.05;gnd:F_(CT)=0.4033,P<0.05;trpA:F_(CT)=0.2229,P<0.05),3组间存在显著的遗传差异。银川种群和泰安种群间有相同的稀有单倍型H8(trpA),苏州种群和武汉种群也有相同的稀有单倍型H2与H23(COⅠ),3组之间仍存在基因交流。因此我们推测在4、5月份东南季风盛行的情况下,银川种群迁入了外来虫源。蚜虫线粒体基因和初级共生菌基因的遗传结构分析结果基本一致,表明共生菌基因在研究蚜虫种群遗传结构和多样性具有潜在应用意义。综上所述,基于线粒体和共生菌基因序列的荻草谷网蚜不同地理种群的遗传结构解析可为蚜虫的迁飞提供分子证据。

关键词：荻草谷网蚜种群遗传结构线粒体基因初级共生菌基因遗传分化