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作者：魏红爽中国农业科学院

学位级别：硕士

华北大黑鳃金龟(Holotrichia oblita Faldermann)隶属鞘翅目,鳃金龟科,其幼虫蛴螬,是花生、大豆、小麦、玉米、马铃薯等作物的重要地下害虫,危害严重,防治困难。采用“地下害虫,地上防治”、“防治成虫,控制幼虫”的策略,寻找一种高效... 详细信息

华北大黑鳃金龟(Holotrichia oblita Faldermann)隶属鞘翅目,鳃金龟科,其幼虫蛴螬,是花生、大豆、小麦、玉米、马铃薯等作物的重要地下害虫,危害严重,防治困难。采用“地下害虫,地上防治”、“防治成虫,控制幼虫”的策略,寻找一种高效、无污染的华北大黑鳃金龟成虫防治新途径已成为当务之急,其中利用寄主植物的挥发物诱杀成虫是目前华北大黑鳃金龟防治的一种潜在绿色防控技术。本文以阐明其成虫触角中两种气味结合蛋白(HoblOBP1和HoblOBP2)的互作能增强对气味化合物的结合能力为目标;通过荧光原位杂交技术证明了HoblOBP1和HoblOBP2在成虫触角中的共表达;利用蛋白分子对接技术对两蛋白的结合模式及其两蛋白复合物与气味分子的关键结合位点进行预测与分析;采用定点突变技术,获得特定的突变基因,进而表达纯化以获得不同的突变蛋白;通过荧光结合实验明确不同结合位点在HoblOBP1/OBP2复合物识别活性气味分子中的影响,从而解析OBPs异源二聚体的形成机制及其对气味分子的识别机制。主要研究结果如下:1.荧光原位杂交实验表明HoblOBP1和HoblOBP2在华北大黑鳃金龟的触角感器中共表达。***1和HoblOBP2对接后,构建了HoblOBP1/OBP2复合物的三维结构模型。研究发现HoblOBP1、HoblOBP2和HoblOBP1/OBP2的结合口袋分别由68、77和79个氨基酸残基组成。尤为重要的是,HoblOBP1/OBP2复合物的结合口袋明显大于任一单一蛋白的结合口袋,其主要由HoblOBP2提供,HoblOBP1仅提供了一部分。3.在HoblOBP1和HoblOBP2构建的蛋白复合物的结合口袋分析中,发现HoblOBP1的三个氨基酸残基Asp61、Gly85和Ile87分别与HoblOBP2的Tyr86、Ile75和Asn74相互作用形成了3对氢键。本实验通过单点突变(HoblOBP1中的Gly85,HoblOBP2中的Asn74和Tyr86)和双点突变(HoblOBP2中的Asn74和Tyr86)的方式来实现两个蛋白间的一对、两对或三对氢键的断裂。荧光结合实验结果表明3对氢键均断裂后,其与探针1-NPN的结合曲线和Scatchard方程分别呈现上升趋势和线性相关,蛋白混合物与反-2-己烯醇、1-庚醛、R-(-)-芳樟醇和α-松油醇完全不能结合。当断裂1对或2对氢键时,所有的蛋白混合物与1-NPN的结合曲线和Scatchard方程分别表现下降趋势和“J”形状的向下凹的曲线,带有HoblOBP1上G85A突变位点的蛋白混合物与化合物仍有较弱的结合能力。由此表明三对氢键均对蛋白复合物与化合物结合产生影响,但与HoblOBP2-Tyr86/Hobl OBP1-Asp61和HoblOBP2-Asn74/HoblOBP1-Ile87这两对氢键相比,HoblOBP1-Gly85/HoblOBP2-Ile75的影响较小。4.在蛋白复合物与四种配体对接分析中,发现HoblOBP2中的Asn54、Thr71、Asn74、Leu126和Asn127等氨基酸残基均参与了蛋白与配体间氢键的形成。此外,配体分子周围存在的疏水残基参与了配体和蛋白的结合作用,这些疏水残基主要有HoblOBP1中的Val86,HoblOBP2中的Leu59和Met117。对HoblOBP2中的5个氢键形成的位点(Asn54,Thr71,Asn74,Leu126和Asn127)和HoblOBP1中的1个疏水位点(Val86)进行单点突变;对蛋白复合物与反-2-己烯醇结合的双氢键位点(HoblOBP2中的Leu126和Asn127),以及与α-松油醇结合的双氢键位点(HoblOBP2中的Thr71和Asn74)进行双点突变。荧光结合实验结果表明5个氢键形成位点分别突变成丙氨酸后,蛋白混合物与化合物结合能力显著减弱;疏水位点突变后,二者之间仍存在一定的亲和性;由此说明蛋白与配体间的疏水键对两者之间的结合作用的影响弱于氢键。双点突变后,蛋白混合物对化合物完全不能结合;另外,所有突变蛋白混合物与与1-NPN的结合曲线和Scatchard方程分别表现下降趋势和“J”形状的向下凹的曲线。本文解析了华北大黑鳃金龟HoblOBP1和HoblOBP2异源二聚体对气味分子的识别机制,其中两个蛋白之间形成的3对氢键是HoblOBP1与HoblOBP2能够形成异源二聚体的关键作用力,同时显著影响蛋白复合物对化合物结合能力。蛋白复合物与4种化合物之间形成的氢键作用是其与化合物能够结合的关键因素,形成氢键作用的5个氨基酸位点为蛋白复合物识别活性气味分子的关键结合位点。本研究结果不仅有助于揭示华北大黑鳃金龟对寄主植物嗅觉识别的分子机理,对开发成虫行为调控措施也具有重

关键词：华北大黑鳃金龟气味结合蛋白荧光原位杂交荧光结合实验异源二聚体

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实蝇“妈妈”的爱:选择枸杞幼果作为“产房”

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生命世界 2023年第11期 18-23页

作者：魏红爽中国医学科学院药用植物研究所

自然界中妈妈们的爱总是那么的无私、伟大。她们不仅承担着繁衍物种的义务,而且肩负着哺育与抚养后代安全地长大成才的责任。妈妈们总想给孩子最好的,昆虫“妈妈”们也不例外。多数受孕昆虫在产卵前都会给“虫宝宝”找一个安全舒服的家... 详细信息

自然界中妈妈们的爱总是那么的无私、伟大。她们不仅承担着繁衍物种的义务,而且肩负着哺育与抚养后代安全地长大成才的责任。妈妈们总想给孩子最好的,昆虫“妈妈”们也不例外。多数受孕昆虫在产卵前都会给“虫宝宝”找一个安全舒服的家,以便“虫宝宝”孵化后有充足的食物和躲避天敌的捕食。

关键词：实蝇产房宝宝

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三株球孢白僵菌对草地贪夜蛾的毒力比较

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植物保护学报 2020年第4期47卷 867-874页

作者：徐毓笛魏红爽石嘉伟陈宏灏石旺鹏谭树乾中国农业大学植物保护学院昆虫学系农村农业部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室北京100193 宁夏农林科学院植物保护研究所银川750002

为筛选有效防治草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的微生物制剂,采用室内生物测定法测定从北京市、浙江省和海南省土壤样品中分离获得的3株球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株bbbj、bbzj和bbhn对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力,并比较这3株菌株... 详细信息

为筛选有效防治草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的微生物制剂,采用室内生物测定法测定从北京市、浙江省和海南省土壤样品中分离获得的3株球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株bbbj、bbzj和bbhn对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力,并比较这3株菌株的产孢情况和合成白僵菌素的能力。结果显示,分离自北京市的菌株bbbj对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力最强,LC50为3.37×10^5个孢子/mL;其次为浙江省的菌株bbzj,毒力略逊于菌株bbbj;海南省的菌株bbhn毒力最弱,其在试验最高浓度10^8个孢子/mL处理7 d后对草地贪夜蛾3龄幼虫的致死率低于50%。菌株bbbj的产孢量远高于另外2株菌株,并且其菌丝结构上着生大量芽生孢子簇,而且菌株bbbj菌体中的白僵菌素含量最高,培养5 d后,分别为菌株bbzj和bbhn的40.08倍和65.85倍。虽然补充白僵菌素可以提高菌株bbhn的毒力,但是草地贪夜蛾幼虫对白僵菌素敏感度不高。表明球孢白僵菌菌株bbbj对草地贪夜蛾幼虫有较高的毒杀活性,具有作为草地贪夜蛾生防菌株的潜力。

关键词：草地贪夜蛾球孢白僵菌杀虫活性白僵菌素

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深色和浅色两种表型东亚飞蝗对蝗虫微孢子的敏感性比较

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植物保护学报 2021年第1期48卷 115-121页

作者：魏红爽孙语晴高益凡石旺鹏陈宏灏谭树乾中国农业大学植物保护学院昆虫学系农村农业部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室北京100193 宁夏农林科学院植物保护研究所银川750002

为验证群居型飞蝗深浅2种表型对蝗虫微孢子Paranosema locustae的敏感性差异,本研究以东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis为研究对象,测定并比较了深色型和浅色型2种表型的东亚飞蝗经蝗虫微孢子侵染后其发育历期、死亡率、免疫血淋... 详细信息

为验证群居型飞蝗深浅2种表型对蝗虫微孢子Paranosema locustae的敏感性差异,本研究以东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis为研究对象,测定并比较了深色型和浅色型2种表型的东亚飞蝗经蝗虫微孢子侵染后其发育历期、死亡率、免疫血淋巴细胞数量以及免疫基因表达量等变化情况。结果显示,浅色型东亚飞蝗的发育历期因蝗虫微孢子侵染而延长近1.0 d左右,比深色型东亚飞蝗多延长0.5 d;浅色型东亚飞蝗发死亡率明显高于深色型的;浅色型东亚飞蝗的免疫血淋巴细胞数量低于深色型的;蝗虫微孢子侵染后,深色型东亚飞蝗免疫基因toll基因和attacin基因的表达量上升,而浅色型东亚飞蝗的toll基因表达量无明显变化,attacin基因的表达量甚至出现下调。而且,蝗虫微孢子在浅色型飞蝗体内增殖更多。表明深色型东亚飞蝗在应对蝗虫微孢子侵染时较浅色型更有优势,浅色型东亚飞蝗较深色型对蝗虫微孢子更敏感。

关键词：颜色表型东亚飞蝗蝗虫微孢子免疫力

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铜绿丽金龟气味结合蛋白AcorOBP1的表达和结合特性分析

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昆虫学报 2017年第4期60卷 363-371页

作者：王超群赵莹曹雅忠魏红爽李克斌张帅彭宇尹姣湖北大学生命科学学院湖北省生物资源绿色转化协同创新中心武汉430062 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

【目的】揭示铜绿丽金龟Anomala corpulenta Motschulsky气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因的表达特征及其与特异信息化合物的结合特性。【方法】通过RT-q PCR测定了铜绿丽金龟AcorOBP1基因的时空表达谱;用原核表达系统对A... 详细信息

【目的】揭示铜绿丽金龟Anomala corpulenta Motschulsky气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因的表达特征及其与特异信息化合物的结合特性。【方法】通过RT-q PCR测定了铜绿丽金龟AcorOBP1基因的时空表达谱;用原核表达系统对AcorOBP1进行表达纯化,然后利用荧光竞争结合实验测定了AcorOBP1蛋白与56种候选化合物的结合特征。【结果】AcorOBP1基因在铜绿丽金龟卵、1龄幼虫和成虫等特定发育时期表达,在成虫触角中的表达量显著高于其他部位(P<0.05)。在被测的56种化合物中,AcorOBP1与53种化合物具有结合活性,其中结合能力较强的为小叶女贞Ligustrum quihoui挥发物水杨酸甲酯和癸醇,解离常数分别为2.10±0.08和5.04±0.59μmol/L。【结论】铜绿丽金龟AcorOBP1结合谱广,该蛋白可能在铜绿丽金龟对寄主植物小叶女贞的定位过程中发挥重要作用。

关键词：铜绿丽金龟气味结合蛋白表达谱荧光竞争结合解离常数

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六种药剂对梨小食心虫的室内活性测定

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植物保护学报 2020年第6期47卷 1383-1384页

作者：杨雪琳高旭辉孙圣杰魏红爽刘小侠中国农业大学植物保护学院有害生物综合治理实验室北京100193

梨小食心虫Grapholita molesta又名梨小果蛀蛾、桃折梢虫等,属鳞翅目卷叶蛾科,是世界性果树害虫(Cichon et al.,2013)。该虫成虫卵多散产于果实表面,孵化幼虫先在卵粒附近啮食果皮,随后蛀入果实为害,老熟幼虫脱果化蛹,羽化后成虫产卵继... 详细信息

梨小食心虫Grapholita molesta又名梨小果蛀蛾、桃折梢虫等,属鳞翅目卷叶蛾科,是世界性果树害虫(Cichon et al.,2013)。该虫成虫卵多散产于果实表面,孵化幼虫先在卵粒附近啮食果皮,随后蛀入果实为害,老熟幼虫脱果化蛹,羽化后成虫产卵继续为害。目前,该虫的防控以化学防治为主,但长期频繁使用广谱性杀虫剂导致害虫抗药性增加。本研究以高效、低毒、绿色、安全、无污染的原则选择6种田间广泛应用于其它鳞翅目害虫的杀虫剂,按照田间推荐浓度范围,对梨小食心虫卵、老熟幼虫和成虫进行室内生物活性测定,筛选高效防治药剂,以期为其田间科学防控提供参考依据。

关键词：梨小食心虫广谱性杀虫剂害虫抗药性鳞翅目害虫成虫产卵果树害虫卷叶蛾科果实表面

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枸杞实蝇卵巢发育与产卵节律研究

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应用昆虫学报 2023年第5期60卷 1458-1466页

作者：袁雪琴乔海莉尹祝华李尧刘赛魏红爽徐常青中国医学科学院药用植物研究所北京100193

【目的】枸杞实蝇Neoceratitis asiatica(Becker)是宁夏枸杞Lycium barbarum L.果期危害严重的优势害虫。其幼虫在果内潜食为害,难以有效防治。枸杞实蝇雌虫选择枸杞幼果产卵的过程是生产中防控实蝇的关键期。而明确枸杞实蝇雌虫的卵巢... 详细信息

【目的】枸杞实蝇Neoceratitis asiatica(Becker)是宁夏枸杞Lycium barbarum L.果期危害严重的优势害虫。其幼虫在果内潜食为害,难以有效防治。枸杞实蝇雌虫选择枸杞幼果产卵的过程是生产中防控实蝇的关键期。而明确枸杞实蝇雌虫的卵巢发育与产卵节律是弄清该虫防控关键期的重要一环。【方法】分别解剖羽化后1至45d枸杞实蝇雌虫的卵巢,观察卵巢的形态结构,记录卵巢的长度和宽度,并统计成熟卵粒数。通过统计羽化后45 d内枸杞实蝇雌虫在枸杞幼果上的每日产卵数量,分析其产卵节律。【结果】枸杞实蝇的卵巢发育进程分为5期5个级别:卵巢发育初期(Ⅰ级)、成熟待产期(Ⅱ级)、产卵初期(Ⅲ级)、产卵盛期(Ⅳ级)、产卵末期(Ⅴ级)。其中,枸杞实蝇雌虫羽化第4天其卵巢发育达到性成熟。并在羽化第4天首次产卵。【结论】枸杞实蝇雌虫羽化第4天是生产中防控该虫关键期。本研究明确了枸杞实蝇雌虫防控关键期,可为进一步田间科学防控该实蝇提供指导。

关键词：宁夏枸杞枸杞实蝇卵巢发育产卵节律防控关键期

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暗黑鳃金龟幼虫取食Bt菌株HD8E和HD8G后的中肠细胞病理变化

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应用昆虫学报 2017年第6期54卷 1015-1022页

作者：魏红爽谭树乾曹雅忠忤均祥李克斌束长龙尹姣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 西北农林科技大学应用昆虫学重点实验室杨凌712100

【目的】暗黑鳃金龟Holotrichia palallela Motschulsky的幼虫(蛴螬),是小麦、花生、大豆、玉米、高粱、马铃薯等作物的重要地下害虫。本研究为暗黑鳃金龟幼虫的生物防治奠定了基础,并为抗虫转基因作物的研究提供优良的候选基因。【方... 详细信息

【目的】暗黑鳃金龟Holotrichia palallela Motschulsky的幼虫(蛴螬),是小麦、花生、大豆、玉米、高粱、马铃薯等作物的重要地下害虫。本研究为暗黑鳃金龟幼虫的生物防治奠定了基础,并为抗虫转基因作物的研究提供优良的候选基因。【方法】将HD8E和HD8G两个Bt株系的晶孢悬液饲喂蛴螬后,利用透射电子显微镜对蛴螬中肠进行病理性观察,利用解剖镜观察蛴螬肠道内容物。【结果】观察结果显示蛴螬的中肠组织出现微绒毛脱落、环肌和纵肌肌纤维降解、中肠细胞间隙扩大、细胞内质网肿胀断裂、线粒体变形等现象。【结论】HD8E和HD8G两个Bt株系可以导致蛴螬中肠组织结构发生明显的病变,且可明显地抑制暗黑鳃金龟幼虫的取食行为。

关键词：蛴螬 HD8E HD8G 中肠组织病理变化抑制取食

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草地螟气味结合蛋白LstiOBP29的序列及RT-qPCR分析

草地螟气味结合蛋白LstiOBP29的序列及RT-qPCR分析

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中国植物保护学会2016年学术年会

作者：魏红爽刘乙良刘聪鹤李克斌张帅曹雅忠尹姣中国农业科学院植物保护研究所华中农业大学东北农业大学

在草地螟成虫雌雄触角、足和三龄幼虫转录组测序与分析的基础上,利用分子生物信息学方法对草地螟气味结合蛋白LstiOBP29的编码区与信号肽的寻找、同源性、亲水性/疏水性与蛋白质二级结构及表达谱进行预测分析。分析结果表明,暗黑鳃金龟... 详细信息

在草地螟成虫雌雄触角、足和三龄幼虫转录组测序与分析的基础上,利用分子生物信息学方法对草地螟气味结合蛋白LstiOBP29的编码区与信号肽的寻找、同源性、亲水性/疏水性与蛋白质二级结构及表达谱进行预测分析。分析结果表明,暗黑鳃金龟气味结合蛋白LstiOBP29全长881bp,编码146个氨基酸（其中包含信号肽18个氨基酸）,全长开放阅读框,属于OBP气味结合蛋白典型家族,与螟蛾科的昆虫有相对高的相似性;其蛋白分子量大小为14.38kDa,等电点6.73,属于亲水性蛋白,二级结构以a螺旋为主,含有7个a螺旋结构;RT-qPCR分析其在触角和三龄幼虫中微量表达,但在足中有丰富的表达量。该分析结果对于深入研究草地螟气味结合蛋白LstiOBP29在其寄主选择、交配和产卵中的作用奠定了基础。

关键词：草地螟气味结合蛋白 LstiOBP29 序列分析

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中华卵索线虫研究与应用进展

中华卵索线虫研究与应用进展

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中国植物保护学会2016年学术年会

作者：刘乙良魏红爽刘聪鹤张帅黄求应尹姣曹雅忠李克斌中国农业科学院植物保护研究所华中农业大学东北农业大学

综述了中华卵索线虫研究的生物学特征,侵染过程及作用机理。以及目前主要的研究方向及在研究中遇到的问题,并对未来的发展提出了意见和建议。

关键词：昆虫病原线虫中华卵索线虫生物防治致病机理

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