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我国不同地区草地贪夜蛾内共生菌感染和耐寒能力差异研究

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环境昆虫学报 2023年第5期45卷 1409-1416页

作者：胡慧王娜牛洪涛张志春赵冬晓郭慧芳江苏省农业科学院植物保护研究所南京210014

本研究旨在明确我国不同地区草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda共生菌感染差异和耐寒能力差异。采用16S或23S rDNA等定性检测方法,鉴定草地贪夜蛾共生菌种类并测定其感染率,通过邻接法(Neighbor-joining)构建系统进化树,进行共生菌系统... 详细信息

本研究旨在明确我国不同地区草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda共生菌感染差异和耐寒能力差异。采用16S或23S rDNA等定性检测方法,鉴定草地贪夜蛾共生菌种类并测定其感染率,通过邻接法(Neighbor-joining)构建系统进化树,进行共生菌系统发育分析。从我国8个地区采集的草地贪夜蛾幼虫中鉴定出2种内共生细菌,分别为Arsenophonus和Cardinium。两种共生菌在不同地理种群中的感染率存在显著差异,其中Arsenophonus感染率总体较低,云南保山种群感染率最高,为20.0%,其次是广西南宁种群(15.5%),贵州贵阳和江苏盐城的种群感染率均为1.7%,而广东广州、江苏无锡以及湖北宜昌和孝感种群中均未发现Arsenophonus的感染;Cardinium感染以江苏无锡种群最高,达96.7%,云南保山和广东广州种群感染率分别为93.3%和86.7%,贵州贵阳种群为53.3%,湖北孝感和宜昌感染率则分别为30.0%和18.3%,江苏盐城种群感染率也为18.3%,而广西南宁种群中未发现该共生菌。对8个地区草地贪夜蛾的耐寒能力比较表明,江苏盐城和湖北孝感种群耐寒能力最弱,-6℃下死亡率分别为76%和69%,显著高于其它6个种群,后6个种群间无显著差异,死亡率在35%~49%之间。我国不同地区草地贪夜蛾在共生菌感染和耐寒能力上均存在差异,但未发现共生菌感染与耐寒能力的相关性。

关键词：草地贪夜蛾 Arsenophonus Cardinium 共生菌感染耐寒能力

共生菌Rickettsia响应宿主烟粉虱成虫日龄的免疫基因表达调控作用

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昆虫学报 2023年第12期66卷 1552-1559页

作者：赵冬晓张志春牛洪涛郭慧芳江苏省农业科学院植物保护研究所南京210014

【目的】共生菌与宿主昆虫先天免疫有效协同是维持其与宿主互惠关系的重要生理基础。Rickettsia是烟粉虱Bemisia tabaci体内的优势共生菌,本研究旨在探索Rickettsia对烟粉虱不同日龄成虫免疫基因表达的调控作用。【方法】利用qRT-PCR检... 详细信息

【目的】共生菌与宿主昆虫先天免疫有效协同是维持其与宿主互惠关系的重要生理基础。Rickettsia是烟粉虱Bemisia tabaci体内的优势共生菌,本研究旨在探索Rickettsia对烟粉虱不同日龄成虫免疫基因表达的调控作用。【方法】利用qRT-PCR检测和比较100%感染、45.83%感染和不感染共生菌Rickettsia的烟粉虱品系成虫中免疫关键因子溶菌酶基因BtLyz1和防御素基因Btdef的表达量;利用qRT-PCR检测100%感染Rickettsia的初羽化24 h内成虫、3-7日龄以及大于15日龄成虫中BtLyz1和Btdef及细胞凋亡基因BtCaspase和Rickettsia 16S rRNA基因的表达量;分析烟粉虱不同日龄成虫中Rickettsia 16S rRNA基因表达量与BtLyz1和Btdef表达量的相关性。【结果】与不感染共生菌Rickettsia的烟粉虱成虫相比,感染Rickettsia的烟粉虱成虫中BtLyz1和Btdef表达量显著提高。感染Rickettsia的大于15日龄烟粉虱成虫中BtCaspase表达量最高;在3-7日龄烟粉虱成虫中Rickettsia 16S rRNA基因、BtLyz 1和Btdef表达量显著高于初羽化24 h内和大于15日龄成虫中的。烟粉虱初羽化24 h内和3-7日龄成虫中Rickettsia 16S rRNA基因表达量与BtLyz 1和Btdef表达量呈显著正相关,而大于15日龄成虫中Rickettsia 16S rRNA基因表达量与BtLyz 1和Btdef表达量无相关性。【结论】共生菌Rickettsia能够上调宿主烟粉虱免疫相关基因表达量,但宿主机体开始衰老后该调控作用即明显下降。

关键词：烟粉虱共生菌免疫基因溶菌酶基因防御素基因

稻曲病菌转录因子UvZnFTF2参与稻曲病菌生长发育和致病性

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植物病理学报 2022年第6期52卷 891-898页

作者：宋天巧于俊杰俞咪娜曹慧娟潘夏艳齐中强杜艳梁栋张荣胜刘永锋江苏省农业科学院植物保护研究所南京210014

转录因子通过调控生物体内不同基因的转录进而调控机体的生物学功能。ZnFTFs(Zn2Cys6class fungal-specific transcription factors)家族转录因子具有Zn_clus结构域和fungal_trans结构域,是一类真菌特异性转录因子。关于该转录因子在稻... 详细信息

转录因子通过调控生物体内不同基因的转录进而调控机体的生物学功能。ZnFTFs(Zn2Cys6class fungal-specific transcription factors)家族转录因子具有Zn_clus结构域和fungal_trans结构域,是一类真菌特异性转录因子。关于该转录因子在稻曲病菌中的作用及其机制报道较少。本研究分析了包含一个Zn_clus结构域和fungal_trans结构域的UvZnFTF2转录因子在稻曲病菌侵染不同时间点的转录表达模式,结果表明,在侵染3 d后,UvZnFTF2的表达开始上升,侵染7 d后下降。通过生物信息学分析发现,UvZnFTF2进化上与蝗缘殭菌(Metarhizium acridum)的ZnFTF2(KAG8424307.1)同源性最高。通过在稻曲病菌中沉默UvZnFTF2进行功能研究发现,UvZnFTF2沉默后,稻曲病菌菌丝生长和产孢量显著降低,并且致病性显著下降。RT-PCR分析表明,沉默UvZnFTF2后稻曲病菌中效应子SGP1的转录表达量显著低于野生型菌株。上述结果揭示了UvZnFTF2对稻曲病菌生长、发育和致病性的重要作用,为深入揭示稻曲病菌生长发育和致病分子机制奠定基础。

关键词：稻曲病菌转录因子表达模式致病性

种子种苗上黄瓜绿斑驳花叶病毒IC-RT-PCR检测方法的建立及应用

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植物保护 2022年第5期48卷 212-219页

作者：任春梅杨柳缪倩陆芳季英华程兆榜江苏省农业科学院植物保护研究所南京210014

黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)是一种检疫性植物病毒,种传和农事操作是其主要传播途径,因此种子和种苗的早期检测尤为重要。鉴于种子检测的特殊性及幼苗病毒含量低的特点,本试验通过制备CGMMV单克隆抗体,结合特异性引物,建立了黄瓜绿斑驳... 详细信息

黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)是一种检疫性植物病毒,种传和农事操作是其主要传播途径,因此种子和种苗的早期检测尤为重要。鉴于种子检测的特殊性及幼苗病毒含量低的特点,本试验通过制备CGMMV单克隆抗体,结合特异性引物,建立了黄瓜绿斑驳花叶病毒的IC-RT-PCR早期检测方法,比较了IC-RT-PCR与DAS-ELISA和RT-PCR方法的特异性、灵敏度,并对实际检测效果进行了评价。在操作程序上,IC-RT-PCR法与DAS-ELISA法一样简便,但灵敏度远大于DAS-ELISA。IC-RT-PCR与RT-PCR均可检出20~25 ng种子上的病毒,且特异性相当,而DAS-ELISA法只可检出10μg种子上的病毒。综上所述,IC-RT-PCR法可简便有效地应用于种子和种苗上CGMMV的检测,为病毒防治的早期干预提供技术支撑。

关键词：黄瓜绿斑驳花叶病毒免疫捕获RT-PCR 灵敏度特异性

绿盲蝽G蛋白偶联受体激酶2基因（Al GRK2）的表达分析及在绿盲蝽生长发育中的功能

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中国农业科学 2021年第22期54卷 4813-4825页

作者：谭永安姜义平赵静肖留斌江苏省农业科学院植物保护研究所

【目的】克隆绿盲蝽(Apolygus lucorum)G蛋白偶联受体激酶2基因(AlGRK2)cDNA序列,明确其时空表达谱,阐明外源蜕皮激素(20E)对AlGRK2表达的影响,分析AlGRK2在绿盲蝽生长发育中的作用,为进一步研究其在蜕皮激素信号转导通路中的功能打下... 详细信息

【目的】克隆绿盲蝽(Apolygus lucorum)G蛋白偶联受体激酶2基因(AlGRK2)cDNA序列,明确其时空表达谱,阐明外源蜕皮激素(20E)对AlGRK2表达的影响,分析AlGRK2在绿盲蝽生长发育中的作用,为进一步研究其在蜕皮激素信号转导通路中的功能打下基础。【方法】RACE法克隆获得AlGRK2全长,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析不同日龄绿盲蝽及雌成虫不同组织中AlGRK2的表达谱,分析外源20E诱导及RNAi处理后,AlGRK2 mRNA表达的应答反应及对绿盲蝽生长发育主要参数(发育历期、若虫体重及成虫羽化率)的影响。【结果】AlGRK2 cDNA序列全长2 715 bp,开放阅读框2 106 bp,编码701个氨基酸,ExPASy预测其蛋白分子量为80.2 kD,理论等电点为6.56;蛋白结构分析显示AlGRK2包含4个结构域,即G蛋白信号调节区(RGS,54—175 aa)、丝氨酸/苏氨酸激酶结构域(S-TKc,191—454 aa)、丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶的伸展部分(S-TK-X,455—534 aa)和PH结构域(PH,558—655 aa),其中PH结构域是GRK2蛋白的典型结构域;系统发育分析结果表明,绿盲蝽GRK2与茶翅蝽GRK2亲缘关系最近;AlGRK2在绿盲蝽1—16日龄虫体内均有表达,mRNA表达量呈现出波动式下降的模式,在绿盲蝽初始龄期的表达量较高,而在末龄期的表达量显著下降;AlGRK2在绿盲蝽雌成虫卵巢和脂肪体中高表达,在胸与足中的表达量较低;外源20E处理后,AlGRK2在绿盲蝽1日龄和3日龄表达量显著下调,AlGRK2在雌成虫各组织中均表达上调,在卵巢及脂肪体中上调幅度最大,相反的是,20E信号通路中PLC抑制剂U73122处理的AlGRK2表达量下调;绿盲蝽若虫发育历期、末龄若虫体重和成虫羽化率均显著下降,相反的是,U73122处理组若虫期的发育历期显著延长;此外,与注射ds GFP处理组相比,注射ds AlGRK2处理后绿盲蝽的AlGRK2表达水平显著下降,若虫死亡率及发育历期显著增加,而成虫羽化率和5龄若虫体重均显著下降。【结论】AlGRK2在绿盲蝽体内的表达谱显示出发育阶段特异性和组织特异性;外源20E抑制剂及RNAi处理后,均可抑制AlGRK2的表达,同时还可对绿盲蝽生长发育产生不利影响,表现为延缓绿盲蝽的发育进度、降低5龄若虫体重及成虫羽化率。

关键词：绿盲蝽 G蛋白偶联受体激酶2 蜕皮激素基因克隆表达谱 RNA干扰

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芽孢杆菌嗜铁素研究进展

江苏农业学报 2023年第1期39卷 266-276页

作者：刘邮洲沈佳慧乔俊卿左杨刘永锋江苏省农业科学院植物保护研究所江苏南京210014

嗜铁素(Siderophore)是微生物为适应自然界高氧低铁环境,产生的一类能特异性螯合三价铁离子的小分子化合物。绝大多数细菌和真菌都能通过非核糖体肽合成酶途径(NRPS)或非依赖NRPS途径(NIS)合成一种或几种嗜铁素。芽孢杆菌是目前研究与... 详细信息

嗜铁素(Siderophore)是微生物为适应自然界高氧低铁环境,产生的一类能特异性螯合三价铁离子的小分子化合物。绝大多数细菌和真菌都能通过非核糖体肽合成酶途径(NRPS)或非依赖NRPS途径(NIS)合成一种或几种嗜铁素。芽孢杆菌是目前研究与生产上应用最多的一类生防细菌,但芽孢杆菌嗜铁素的生防贡献国内外鲜有报道。本文对芽孢杆菌嗜铁素的种类、合成与调控机制、功能与应用(包括竞争作用、抗生作用、毒力作用、环境污染修复作用以及在医药研发上的应用等)进行了系统概述,为解析自然界中芽孢杆菌具有广谱抗菌活性的生防机制提供理论依据,同时对研发嗜铁素和药物偶联的新型靶向农药具有重要指导意义。

关键词：芽孢杆菌嗜铁素嗜铁素药物耦合物

江苏省麦田猪殃殃对苯磺隆的抗性水平及靶标抗性机理研究

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核农学报 2022年第12期36卷 2374-2380页

作者：王红春陈俊敏谷涛王可陶园娄远来江苏省农业科学院植物保护研究所江苏南京210014

为了明确江苏省麦田猪殃殃对主导除草剂苯磺隆的敏感性差异及其抗性机制,采用整株生测法测定了采自江苏省小麦田的28个猪殃殃(Galium aparine L.)种群对苯磺隆、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮的敏感性,分析了代表性种群乙... 详细信息

为了明确江苏省麦田猪殃殃对主导除草剂苯磺隆的敏感性差异及其抗性机制,采用整株生测法测定了采自江苏省小麦田的28个猪殃殃(Galium aparine L.)种群对苯磺隆、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮的敏感性,分析了代表性种群乙酰乳酸合酶(acetolactate synthase,ALS)的离体活性及其基因位点突变状况。结果表明,28个种群中,23个种群对苯磺隆有2.18~17.10倍的相对抗性,18个种群对苄嘧磺隆产生了交互抗性,所有种群对氯氟吡氧乙酸、2甲4氯钠、唑草酮均敏感。LHQ-2和JYS-1种群的相对抗性倍数高于14,ALS酶离体活性达到敏感种群DHX-2的250倍以上,其第197位由脯氨酸突变为苏氨酸;WJQ-2种群的相对抗性倍数为10.39,ALS酶离体活性是敏感种群DHX-2的41.45倍,其第376位由天冬氨酸突变为甘氨酸;RGS-1种群的相对抗性倍数为8.82,ALS酶离体活性是敏感种群DHX-2的15.27倍,其第574位由色氨酸突变为亮氨酸。抗苯磺隆的猪殃殃种群比例呈现由苏南到苏北逐渐增加的趋势,苯磺隆和苄嘧磺隆间存在交互抗性,靶标酶ALS活性增强及其基因位点突变是抗性产生的主要原因。本研究结果为江苏省麦田猪殃殃的精准防控提供了理论依据和技术支撑。

关键词：猪殃殃苯磺隆抗性水平抗性机理

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水稻害虫:研究进展与展望

昆虫学报 2024年第4期67卷 443-455页

作者：李有志方继朝湖南农业大学植物保护学院长沙420128 江苏省农业科学院植物保护研究所南京210014

水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水... 详细信息

水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水稻害虫发生灾变机制,还将为害虫综合治理提供新的有效的防控靶点和防控技术。近年来,我国学者在水稻害虫研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果,本专辑汇集了一些最新研究进展。本文概述了目前关于水稻害虫研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了如下值得更深入关注的3个研究方向:(1)水稻害虫智能化监测和早期预警;(2)水稻害虫灾变机制及演变规律;(3)水稻害虫绿色防控靶点挖掘及可持续防控体系构建和应用。

关键词：水稻害虫监测和早期预警发育调控组学虫媒病毒病可持续防控

稗不同出苗时间和密度对机械直播水稻灌浆期根系特性的影响

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核农学报 2022年第6期36卷 1229-1235页

作者：张自常曹晶晶谷涛李贵娄远来王红春江苏省农业科学院植物保护研究所江苏南京210014

为探讨机械直播稻田稗最佳防控时间,采用小区试验的方法,以人工除草处理为对照,研究稗不同出苗时间(水稻机械直播后0、7、14、21、28、35 d)和不同密度(1、3、5、7株·m^(-2))对机械直播水稻根系特性以及产量的影响。结果表明,稗出苗时... 详细信息

为探讨机械直播稻田稗最佳防控时间,采用小区试验的方法,以人工除草处理为对照,研究稗不同出苗时间(水稻机械直播后0、7、14、21、28、35 d)和不同密度(1、3、5、7株·m^(-2))对机械直播水稻根系特性以及产量的影响。结果表明,稗出苗时间和密度对水稻产量有不同的影响,稗草出苗时间越早或密度越大,水稻减产越多。当稗密度为1株·m^(-2)时,水稻机械直播后0~35 d出苗的稗均对水稻产量无影响;当稗密度为3、5、7株·m^(-2)时,在水稻机械直播后21 d内出苗的稗均随其密度增加而显著降低水稻产量,之后出苗的稗对水稻产量无明显影响。同时发现,产量显著降低后水稻的根系总根长、平均根系直径、根干重、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系氧化力和玉米素+玉米素核苷含量也均显著降低。上述水稻根系指标的降低可能是机械直播水稻与稗伴生后产量降低的重要原因。本研究为机械直播稻田稗草防控提供了理论依据。

关键词：机械直播水稻稗出苗时间密度根系特性