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意大利蝗海藻糖酶基因克隆及卵低温驯化下的表达模式

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昆虫学报 2022年第2期65卷 157-166页

作者：刘倩罗迪 roman jashenko 季荣新疆师范大学生命科学学院中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心新疆特殊环境物种保护与调控生物学自治区重点实验室新疆特殊环境物种多样性应用与调控教育厅重点实验室乌鲁木齐830054 哈萨克斯坦阿勒法拉比国立大学阿拉木图050038

【目的】本研究通过克隆意大利蝗Calliptamus italicus卵海藻糖酶基因,分析其在蝗卵不同发育阶段的表达及低温驯化后的表达变化,阐明海藻糖酶基因在意大利蝗卵抵御低温胁迫过程中的作用。【方法】利用RT-PCR技术扩增蝗卵海藻糖酶基因的... 详细信息

【目的】本研究通过克隆意大利蝗Calliptamus italicus卵海藻糖酶基因,分析其在蝗卵不同发育阶段的表达及低温驯化后的表达变化,阐明海藻糖酶基因在意大利蝗卵抵御低温胁迫过程中的作用。【方法】利用RT-PCR技术扩增蝗卵海藻糖酶基因的ORF全长序列,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR分析检测常温(27℃)和低温(0℃)驯化15 d海藻糖酶基因在蝗卵早期、滞育和滞育解除阶段的表达变化。【结果】克隆获得意大利蝗卵4个海藻糖酶基因,分别命名为CiTreM1,CiTreM2,CiTreS1和CiTreS2(GenBank登录号分别为MZ669810,MZ669811,MZ669812和MZ669813)。其编码蛋白中,CiTreM1和CiTreM2为膜结合型海藻糖酶,CiTreS1和CiTreS2为可溶型海藻糖酶。CiTre基因在意大利蝗卵各发育阶段均表达,常温(27℃)下,CiTreS1和CiTreS2在卵早期阶段表达水平最高,CiTreM2在卵滞育阶段表达水平最高,CiTreM1在卵滞育解除阶段表达水平最高。低温(0℃)驯化15 d后CiTreM1和CiTreM2表达量在意大利蝗卵发育的3个阶段均增加,CiTreS1和CiTreS2仅在蝗卵早期阶段表达量下降,其他阶段表达量增加;低温驯化后CiTreM1和CiTreM2的表达量在意大利蝗卵早期阶段增幅最大,CiTreS1和CiTreS2在蝗卵滞育解除阶段的增幅最大。低温(0℃)驯化15 d后,在意大利蝗卵同一阶段4个CiTre基因的表达量明显不同,卵早期阶段和滞育阶段CiTreM2表达量最大,滞育解除阶段CiTreS1表达量最大。【结论】克隆获得的4个意大利蝗卵海藻糖酶基因均参与了蝗卵发育过程,根据低温驯化前后表达量变化幅度判断,CiTreM2和CiTreS1在意大利蝗卵抵御低温胁迫过程中发挥着关键作用。

关键词：意大利蝗胚胎发育海藻糖酶基因低温驯化表达谱

西伯利亚蝗气门结构及呼吸代谢对高温胁迫的响应

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应用昆虫学报 2016年第4期53卷 837-842页

作者：钱雪窦洁王冬梅李爽 roman jashenko 季荣中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心新疆特殊环境物种多样性保护与调控重点实验室新疆师范大学生命科学学院乌鲁木齐830054 哈萨克斯坦教育科学部动物研究所阿拉木图050060

【目的】掌握西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus的气门结构和呼吸代谢应对高温胁迫的响应策略。【方法】运用扫描电镜观察西伯利亚蝗气门超显微结构,多通道昆虫呼吸仪测定18-42℃处理下西伯利亚蝗的O2吸收率、CO2释放率、代谢率和呼吸商... 详细信息

【目的】掌握西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus的气门结构和呼吸代谢应对高温胁迫的响应策略。【方法】运用扫描电镜观察西伯利亚蝗气门超显微结构,多通道昆虫呼吸仪测定18-42℃处理下西伯利亚蝗的O2吸收率、CO2释放率、代谢率和呼吸商。【结果】西伯利亚蝗共有10对气门,胸部2对,腹部8对,呈圆形或椭圆形,内侧着生有筛板,呈刺凸状,分布密集。18-42℃范围内,随温度升高,西伯利亚蝗呼吸代谢呈先上升后下降的趋势。18℃时西伯利亚蝗雌雄成虫的O2吸收率、CO2释放率和代谢率值显著小于其他温度下的相应值（P〈0.05）,雌虫分别为0.0022 m L/min、0.0019 m L/min和0.0210 m L/（g·min）,雄虫分别为0.0016 m L/min、0.0016 m L/min和0.0236 m L/（g·min）;21-27℃范围内,西伯利亚蝗雌雄成虫的呼吸代谢变化平稳,超过30℃呼吸代谢各指标值迅速上升,至36℃时雌雄成虫的O2吸收率和代谢率值均显著大于其他温度下的相应值（P〈0.05）;雌虫分别为0.0071 m L/min和0.0592 m L/（g·min）,雄虫分别为0.0089 m L/min和0.1108 m L/（g·min）,39℃时CO2释放率显著大于其他温度下的相应值（P〈0.05）,雌雄成虫分别为0.0074 m L/min和0.0067 m L/min。【结论】依据西伯利亚蝗呼吸代谢随温度变化特征可以判断,随气候持续变暖,西伯利亚蝗仍将是新疆高山、亚高山草原的重要致灾类群。

关键词：呼吸代谢氧气吸收率二氧化碳释放率温度胁迫呼吸底物

意大利蝗不连续气体交换循环(DGC)呼吸周期历时对高温胁迫的响应

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昆虫学报 2016年第5期59卷 516-522页

作者：王冬梅李爽张永军 roman jashenko 季荣中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心乌鲁木齐830054 新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室乌鲁木齐830054 新疆师范大学生命科学学院乌鲁木齐830054 哈萨克斯坦共和国教育科学部动物研究所

【目的】在前期研究高温胁迫下意大利蝗Calliptamus italicus呼吸代谢的变化特征基础上,为探明相关变化机制,本研究进一步从不连续气体交换循环（DGC）呼吸周期历时阐明其对高温胁迫的响应机制。【方法】以源自新疆伊犁察布查尔蝗区野... 详细信息

【目的】在前期研究高温胁迫下意大利蝗Calliptamus italicus呼吸代谢的变化特征基础上,为探明相关变化机制,本研究进一步从不连续气体交换循环（DGC）呼吸周期历时阐明其对高温胁迫的响应机制。【方法】以源自新疆伊犁察布查尔蝗区野生种群的意大利蝗成虫为材料,应用多通道昆虫呼吸仪测定意大利蝗DGC暴发间期、暴发期和呼吸周期三者历时随温度变化（21～42℃区间,3℃温度梯度）的响应特征。【结果】雌雄意大利蝗DGC呼吸周期中暴发间期历时随温度升高而缩短,21℃时暴发间期历时最长,雌雄分别为7.29±0.31和7.05±0.37 min,与24,27,30和33℃差异不显著（P〉0.05）,超过33℃后迅速缩短;至39℃时最短,雌雄分别为0.42±0.01和0.70±0.03 min,与其他温度下的历时差异显著（P〈0.05）。暴发期历时亦随温度升高而缩短,21和39℃时,雌虫暴发期历时分别达到最长和最短,依次为1.55±0.14和0.45±0.01 min,与其他温度下的历时差异显著（P〈0.05）;24和39℃时,雄虫暴发期历时分别达到最长和最短,依次为1.61±0.10和0.68±0.02 min,与其他温度下的历时差异显著（P〈0.05）。随温度升高,意大利蝗DGC呼吸周期历时呈减少趋势,且主要由暴发间期历时减少所致。21～33℃范围内,每升高3℃雌雄虫暴发间期历时分别平均减少0.174和0.121 min,DGC呼吸频率增幅一致,均为0.0022 Hz,不同温度间差异不显著（P〉0.05）;超过33℃后,每升高3℃雌雄虫暴发间期历时分别平均减少2.197和2.189 min,DGC呼吸频率分别增加0.0120和0.0085 Hz,不同温度间差异显著（P〈0.05）;39℃时暴发间期历时接近零,42℃时DGC呼吸模式消失。【结论】随温度升高,意大利蝗呈现出O2吸收量和CO2释放量增加的变化特征,这是通过减少暴发间期历时和增加DGC呼吸频率等机制而实现的。

关键词：意大利蝗不连续气体交换循环暴发间期历时 DGC呼吸频率高温胁迫

中哈边境区域黑腿星翅蝗遗传多样性与遗传分化研究

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应用昆虫学报 2019年第2期56卷 263-272页

作者：麦季玮徐叶施燚王添歆 roman jashenko 赵伟王晗兰州大学生命科学学院兰州730000 中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心新疆师范大学生命科学学院乌鲁木齐830054 哈萨克斯坦阿勒法拉比大学阿拉木图050038

【目的】为了明确中哈边境区域黑腿星翅蝗Calliptamus barbarus Costa的遗传多样性,阐明其区域性发生的遗传机制。【方法】测定中哈边境新疆边境区域阿勒泰、塔城、博乐、伊犁等和哈萨克斯坦境内黑腿星翅蝗5个种群100个体的COⅠ基因全... 详细信息

【目的】为了明确中哈边境区域黑腿星翅蝗Calliptamus barbarus Costa的遗传多样性,阐明其区域性发生的遗传机制。【方法】测定中哈边境新疆边境区域阿勒泰、塔城、博乐、伊犁等和哈萨克斯坦境内黑腿星翅蝗5个种群100个体的COⅠ基因全长序列(1 540 bp),利用DnaSP 5.0,MEGA 6.0和Arlequin3.5等软件分析种群遗传多样性与分化情况。【结果】共获得100条COⅠ基因序列,在5个地理种群中发现122个变异位点,包含69个单倍型,其中1个单倍型为4个种群所共享。种群间的遗传距离范围为0.001-0.086。总群体单倍型多样性指数H_d=0.987,各地理种群单倍型多样性介于0.973-0.995之间,总群体核苷酸多样性P_i=0.008 4,总群体的遗传分化系数G_(st)=0.004 5,总群体固定系数F_(st)=0.014 2,总基因流N_m=4.61。中性检验(Tajima's D=-1.553 3,P>0.05;Fu’s Fs=-3.732 4,P>0.05)结果表明中哈边境黑腿星翅蝗种群在较近的历史上没有出现群体扩张。单倍型网络图和NJ单倍型系统树结果一致,博乐种群与其他种群分化较明显,AMOVA分子变异分析结果表明中哈边境不同地理种群黑腿星翅蝗的遗传分化主要来自种群内部(98.56%),种群间变异水平很低(1.44%)。不同地理种群的遗传距离与地理距离间的相关性不显著。各单倍型散布在不同地理种群中,未形成明显的系统地理结构。【结论】中哈边境区域不同地理种群黑腿星翅蝗基因交流频繁,遗传分化程度低。

关键词：黑腿星翅蝗线粒体DNA 细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ) 地理种群基因流

中哈边境蝗区蝗虫孳生和发生地的重要生态学特征

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环境昆虫学报 2017年第2期39卷 365-371页

作者：刘琼何立志张永军 roman jashenko 季荣新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心乌鲁木齐830054 哈萨克斯坦共和国教育科学部动物研究所哈萨克斯坦阿拉木图050060

中哈边境蝗虫跨境迁飞为害常造成严重损失,明确蝗虫迁出和迁入区生态条件异同是提高监测预警水平的基础。本研究采用野外调查与室内分析相结合的方法,比较了中国新疆塔城边境蝗区和哈萨克斯坦境内阿拉湖蝗区生态特征的异同。研究发现,... 详细信息

中哈边境蝗虫跨境迁飞为害常造成严重损失,明确蝗虫迁出和迁入区生态条件异同是提高监测预警水平的基础。本研究采用野外调查与室内分析相结合的方法,比较了中国新疆塔城边境蝗区和哈萨克斯坦境内阿拉湖蝗区生态特征的异同。研究发现,塔城边境与阿拉湖蝗区地势平坦,平均海拔无明显差异;两蝗区主要植被和蝗虫群落结构相似;阿拉湖蝗区土壤的p H值、含盐量、有机质含量均显著低于塔城边境蝗区;除Ca^(2+)和CO_3^(2-)外,阿拉湖蝗区土壤中Cl^-、SO_4^(2-)、K^+、Na^+、Mg^(2+)、HCO_3^-含量均明显低于塔城边境蝗区;两蝗区20a(1980-1999年)年均气温和降水量无差异显著,而年、季节平均气温和降水量5 a滑动趋势差异显著。哈萨克斯坦境内阿拉湖蝗区的植被种类、较低的土壤p H值和含盐量及有机质、季节的温度和降水量均适合蝗虫产卵,是蝗虫的重要孳生地;我国境内塔城边境蝗区内大面积撂荒地增加了适宜蝗虫发生的环境。中哈边境蝗区生态条件的相似性和差异性表明蝗虫跨境为害仍将是塔城边境蝗灾发生的重要特点,研究结果对于指导中哈边境蝗区的监测和防控有重要作用。

关键词：中哈边境气候条件土壤理化特性监测预警意大利蝗

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中亚迁飞场域下旋歧夜蛾的迁飞行为研究

应用昆虫学报 2023年第3期60卷 893-902页

作者：杨静汪姝玥查绪栋刘程才 roman jashenko 季荣新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心乌鲁木齐830054 新疆塔城地区蝗虫鼠害预测预报防治站塔城834700 哈萨克斯坦阿勒法拉比国立大学阿拉木图050038

【目的】明确中亚迁飞场域下旋歧夜蛾Scotogramma trifolii迁飞行为与其在东亚昆虫迁飞场的差异。【方法】2019-2021年连续3年利用昆虫雷达、辅助高空灯和地面灯等设备对新疆塔城地区旋歧夜蛾迁飞行为和种群数量进行观测,并以旋歧夜蛾... 详细信息

【目的】明确中亚迁飞场域下旋歧夜蛾Scotogramma trifolii迁飞行为与其在东亚昆虫迁飞场的差异。【方法】2019-2021年连续3年利用昆虫雷达、辅助高空灯和地面灯等设备对新疆塔城地区旋歧夜蛾迁飞行为和种群数量进行观测,并以旋歧夜蛾大发生年份开展其飞行高度、速度、方向及迁飞高峰期气象特征研究。【结果】旋歧夜蛾迁飞高峰期,卵巢发育等级主要为3-4级,雌雄性比大于1;飞行高度介于200-1000 m之间,主要在200-500 m的高度飞行,飞行速度以7-9 m/s为主;旋歧夜蛾群体飞行方向以东南偏东方向为主。迁飞高峰期高空盛行西北气流,迁飞高峰日925和900 hPa高空温度介于15-28℃,湿度介于40%-55%。【结论】气流运动方向、高空温湿度不同是导致中亚迁飞场域下旋歧夜蛾迁飞行为与东亚迁飞场域下存在差异的主要原因。

关键词：旋歧夜蛾卵巢发育雷达观测气象条件昆虫迁飞场

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飞行前后意大利蝗飞行肌及能源消耗比较

草业科学 2017年第8期34卷 1721-1726页

作者：窦洁张若燕刘敏钱雪肖宏伟 roman jashenko 季荣新疆师范大学生命科学学院、新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室、中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心新疆乌鲁木齐830054 新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州玛纳斯县草原站新疆玛纳斯832200 哈萨克斯坦共和国教育科学部动物研究所阿拉木图050060

意大利蝗(Calliptamus italicus)具有长距离迁飞行为,并常给迁入区造成严重损失。若要提高对其监测预警和防控水平,就需要掌握其飞行肌结构特征,分析其体内能源物质积累与飞行消耗的动态,因此本研究比较了意大利蝗吊飞前后飞行肌肌节长... 详细信息

意大利蝗(Calliptamus italicus)具有长距离迁飞行为,并常给迁入区造成严重损失。若要提高对其监测预警和防控水平,就需要掌握其飞行肌结构特征,分析其体内能源物质积累与飞行消耗的动态,因此本研究比较了意大利蝗吊飞前后飞行肌肌节长度、肌原纤维直径和线粒体含量差异及飞行不同距离虫体内糖原和甘油酯含量变化。结果表明,吊飞组与未吊飞对照组雌虫之间、雄虫之间线粒体含量均差异显著(P<0.05)。意大利蝗雌成虫飞行超过2.8km后糖原消耗最多,为11.15mg·g^(-1),雄虫飞行2.1~2.8km时消耗最多,为16.10mg·g^(-1)。雌、雄成虫均在飞行距离大于2.8km后甘油酯消耗最多,分别为61.69和69.75mg·g^(-1)。意大利蝗飞行同时消耗糖类和脂肪两类能源物质,且雌雄成虫分别飞行超过2.8km和2.1~2.8km时糖原利用效率最大,飞行超过2.8km后甘油酯利用效率最大。本研究得出吊飞组个体能改变自身的飞行肌结构来适应飞行活动;且飞行过程中意大利蝗能同时利用糖类与脂类,糖类能快速产生能量以供起飞与短距离飞行,随后主要消耗甘油酯供长距离飞行。

关键词：意大利蝗线粒体含量飞行肌能源物质利用效率

中哈边境塔城区域迁飞性昆虫雷达观测研究初探

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植物保护 2020年第2期46卷 30-37页

作者：曹凯丽汪姝玥于冰洁刘程才 roman jashenko 季荣新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心乌鲁木齐830054 新疆塔城地区蝗虫鼠害预测预报防治站塔城834700 哈萨克斯坦阿勒法拉比国立大学阿拉木图050038

2017年和2018年6月至8月运用KC-08XVSD型昆虫雷达,结合探照灯诱虫器和地面诱虫灯诱捕数据及地面气象数据,分析了中哈边境塔城区域空中昆虫飞行特征及主要类群。结果表明:高空灯共诱捕到昆虫151种,分属12目50科,主要以鳞翅目和鞘翅目为主... 详细信息

2017年和2018年6月至8月运用KC-08XVSD型昆虫雷达,结合探照灯诱虫器和地面诱虫灯诱捕数据及地面气象数据,分析了中哈边境塔城区域空中昆虫飞行特征及主要类群。结果表明:高空灯共诱捕到昆虫151种,分属12目50科,主要以鳞翅目和鞘翅目为主,地面灯共诱捕到昆虫137种,分属12目54科,主要以鞘翅目、半翅目、双翅目和直翅目为主,其中高空灯下宽胫夜蛾、旋歧夜蛾和甘薯天蛾的种群数量具有突增突减现象。雷达监测结果显示:灯下诱集到大量昆虫时,雷达回波时间主要集中在22:00-02:00,回波高度主要集中在200~600 m,有明显的成层现象和哑铃形回波分布。偏西风天气、风速在1.4~2.9 m/s时高空灯和地面灯诱虫数量较多。研究结果为利用昆虫雷达长期监测中哈边境昆虫迁飞提供基础数据,为深入探讨中哈边境区域害虫迁飞规律和监测预警提供科学依据。

关键词：中哈边境雷达观测昆虫迁飞飞行特征

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温度对西伯利亚蝗呼吸代谢关键酶活性的影响

昆虫学报 2017年第5期60卷 499-504页

作者：钱雪王月莹谢欢欢窦洁李占武 roman jashenko 季荣新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室中亚区域跨境有害生物联合控制国际研究中心乌鲁木齐830054 新疆维吾尔自治区哈密地区巴里坤哈萨克自治县草原站新疆巴里坤839114 哈萨克斯坦共和国教育科学部动物研究所阿拉木图050060

【目的】明确温度对西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus成虫呼吸代谢关键酶活性的影响。【方法】18~42℃范围内,以3℃为梯度,将西伯利亚蝗成虫置于光照培养箱黑暗条件下处理4 h后,利用生化方法测定3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、3-磷酸甘油... 详细信息

【目的】明确温度对西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus成虫呼吸代谢关键酶活性的影响。【方法】18~42℃范围内,以3℃为梯度,将西伯利亚蝗成虫置于光照培养箱黑暗条件下处理4 h后,利用生化方法测定3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、3-磷酸甘油脱氢酶(GPDH)、3-羟酰辅酶A脱氢酶(HOAD)、柠檬酸合成酶(CS)和乳酸脱氢酶(LDH)5种呼吸代谢关键酶活性。【结果】随温度升高,西伯利亚蝗成虫体内5种呼吸代谢关键酶活性先增后减,相同温度下雄虫的酶活性均高于雌虫;18℃下雌雄成虫的5种关键代谢酶活性最低,39℃下雌虫的GAPDH和CS活性最高,雄虫CS活性在36℃时最高;不同处理温度下,雌虫之间、雄虫之间关键代谢酶活性差异均显著(P<0.05)。不同处理温度下雌雄虫GAPDH与HOAD活性比值均大于或接近于1.0,说明低温阶段西伯利亚蝗呼吸代谢消耗以糖类为主,高温胁迫下糖类和脂类同时被利用。【结论】温度对西伯利亚蝗成虫体内呼吸代谢关键酶活性有显著影响,高温胁迫下西伯利亚蝗可通过调整呼吸代谢强度和改变消耗底物种类提高自身的适应能力。

关键词：西伯利亚蝗呼吸代谢温度胁迫能源物质酶活性