水稻抗性品种对褐飞虱和白背飞虱 羧酸酯酶活力影响的比较研究

比较了ASD7、IR36、JX89、Mudgo四个抗褐飞虱水稻品种及感性品种TN1对褐飞虱和白背飞虱羧酸酯酶活力的影响.两种稻飞虱在各供试的抗性水稻品种上的羧酸酯酶活力均低于在感性品种TN1上的羧酸酯酶活力.在抗性水稻品种上,白背飞虱的羧酸酯酶活力只在Mudgo上低于褐飞虱,而在其余3个抗性品种上均较褐飞虱高.结果表明,抗褐飞虱水稻品种对褐飞虱和白背飞虱的羧酸酸酶活力均有不同程度的抑制作用,但对褐飞虱的抑制作用显然要大于对白背飞虱的抑制作用.供试水稻品种的这种低抑制作用,可能会导致白背飞虱持续取食抗褐飞虱的水稻品种,从而致使其在这类品种种区植内种群数量上升.     

生物鉴定和喂养试验证明GNA赋予转基因水稻纯系对褐飞虱的抗性

参照Rao等（1998）的褐飞虱生物鉴定和喂养方法,用水稻褐飞虱生物Ⅰ型的－龄若虫食喂,用基因枪法获得2个转基因水稻纯系。这2个纯系均含有并表达潮霉素抗性基因（hpt),gusA报告基因和雪花莲凝集素基因（gna)。褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明,水稻纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用。具体表现为降低褐飞虱成活率和繁殖力、延缓褐虱发育以及减少褐飞虱进食是。通过褐飞虱生物鉴定和喂养试验证明,表达GNA的转基因水稻纯系对严重危害水稻生产的褐飞虱具有抗性作用。     

褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kDa亚基cDNA片段的克隆及表达分析

NADH泛醌氧化还原酶是动物体内呼吸链电子传递系统的第一个酶，克隆水稻害虫褐飞虱的NADH泛醌氧化还原酶基因，及研究其在褐飞虱与水稻互作中的表达变化，将为科学防治褐飞虱提供新的线索。利用反转录多聚酶链式反应（RT-PCR）技术克隆了褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kDa亚基基因的cDNA片段，并进行了序列测定；使用NoRhem杂交技术检测了该基因对两种不同抗性水稻的分子反应。分子杂交结果表明，在取食抗性水稻品种B5后，褐飞虱的NADH泛醌氧化还原酶51kDa亚基基因表达水平明显升高，而取食感虫水稻TN1后，该基因的表达水平没有明显变化。     

褐飞虱喂养试验显示表达GNA的转基因水稻纯系抗褐飞虱

利用基因枪法将含有3个不同基因（hpt,gus和gna）的质粒pWRG1515和pRSSGNA1共同转化粳稻品种鄂晚5号成熟胚诱导的愈伤组织。共再生出35株独立转基因植株。PCR／Southern印迹法分析发现,83％的转基因植株含有所有3个外源基因。Western印迹法分析发现79％的含gna基因的转基因植株以不同水平表达GNA。遗传分析证实外源基因在转基因植株后代中以孟德尔方式遗传。从其R1代亲本为孟德尔3：1方式遗传的R2代中,鉴定出2个含有所有3个外源基因的独立转基因植株纯系。这些纯系具有相似的外源基因表达量。褐飞虱喂养试验表明,这些纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用。这些褐飞虱抗性提高的转基因纯系将应用于水稻抗虫育种中。实验证明,通过遗传转化和筛选可获得含在农业上有应用价值基因的转基因水稻纯系。     

克服水稻抗性基因BPH15的褐飞虱效应子研究

正我校生命科学学院荆胜利博士2017年获批国家自然科学基金项目:克服水稻抗性基因BPH15的褐飞虱效应子研究,项目编号:U1704111.褐飞虱是一种重要的水稻害虫,它可以直接取食或间接将病菌和病毒传递给水稻,给粮食生产带来巨大损失.严重威胁着我国粮食持续丰收.目前,对褐飞虱的防治主要采用喷洒化学杀虫剂和种植抗性水稻两种     

褐飞虱在不同水稻品系上繁殖能力及相关解毒酶系基因表达变化分析

采用水稻敏感品系TN1和抗性品系中浙优、IR56饲养褐飞虱,研究褐飞虱产卵量等繁殖情况,测定解毒酶系中酯酶、细胞色素P450和谷胱甘肽转移酶(GST)及卵黄原蛋白(Vg)等基因在mRNA上的表达变化.结果显示褐飞虱在抗性水稻上产卵量减少,Vg2的表达量极显著下降,表明水稻抗性对褐飞虱的产卵量有抑制作用且Vg2调控产卵.酯酶和P450中的部分基因均在取食抗性水稻的褐飞虱体内表达量较高,存在极显著差异.     

褐飞虱谷胱苷肽转移酶基因cDNA片段的克隆、测序及表达分析

谷胱苷肽转移酶是昆虫体内重要的解毒酶系之一，研究水稻害虫褐飞虱的谷胱苷肽转移酶基因在褐飞虱与水稻互作中的表达变化，可为有效防治褐飞虱提供新的理论依据。利用反转录多聚酶链式反应（RTPCR）技术克隆了褐飞虱谷胱苷肽转移酶基因编码区的eDNA片段，并使用Northern杂交技术检测了该基因对两种不同抗性水稻的分子反应。结果表明，所克隆到的eDNA片段长度为201bp，该片段所编码的氨基酸序列与来自大劣按蚊、细小按蚊、冈比亚按蚊、果蝇和木瓜果实蝇的谷胱苷肽转移酶的片段存在高度同源性。Northern杂交显示，在褐飞虱取食抗性水稻后，谷胱苷肽转移酶基因表达水平明显升高，但褐飞虱取食感虫水稻TN1后，该基因的表达水平没有明显变化。     

褐飞虱羧酸酯酶基因cDNA片段的克隆及表达分析

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术克隆了褐飞虱羧酸酯酶基因编码区的cDNA片段,并进行了序列测定.结果表明,所克隆到的cDNA片段长度为396 bp,经BLAST查找比对发现,该片段所编码的氨基酸序列与来自铜绿蝇、家蝇、沟鼠、黑腹果蝇、线虫和埃及伊蚊的羧酸酯酶的片段存在高度同源性.Northern杂交分析显示,在褐飞虱取食抗性水稻后,羧酸酯酶基因表达水平明显升高.以上结果表明,羧酸酯酶基因的表达受抗性水稻的诱导,该基因在有毒化学物质解毒及增强褐飞虱对抗性水稻的耐受性方面可能起着重要作用.     

重庆市秀山县田间褐飞虱生物型研究

褐飞虱生物型的研究对于抗虫品种的布局、选育和褐飞虱的综合治理具有重要的指导意义.该研究用标准苗期鉴定法对重庆市秀山县田间褐飞虱种群进行生物型测定,种植具有不同抗性基因的5个水稻鉴别品种TN1,Mudgo,ASD7,Rathu-heerati和Babawee,在苗期接入采自秀山县清溪镇和平凯镇杂交稻田的褐飞虱2～3龄若虫,按国际水稻研究所的鉴别标准测定褐飞虱的生物型.结果表明除了敏感品种TN1稻株100%死亡外,具有Bph1抗性基因的Mudgo品种及具有bph2抗性基因的ASD7品种稻株也全部死亡,而分别具有抗性基因Bph3和bph4的Rathu-heerati和Babawee品种稻株未出现死亡现象,由此初步推断重庆市秀山县褐飞虱属于生物型1、生物型2和生物型3的混合种群.     

褐飞虱细胞色素P450基因cDNA片段的克隆、测序及表达分析

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术克隆了褐飞虱细胞色素P450基因编码区的cDNA片段,并进行了序列测定.结果表明,所克隆到的cDNA片段长度为237bp,经BLAST查找比对发现,该片段所编码的氨基酸序列与来自烟草天蛾、棉铃虫、埃及伊蚊、家蝇、黑腹果蝇和线虫的CYP6家族的P450的氨基酸序列存在同源性.Northern杂交分析显示,在褐飞虱取食抗性水稻后,P450基因的表达水平明显升高.以上结果表明,P450基因的表达受抗性水稻的诱导,该基因在褐飞虱对抗性水稻的耐受性和解毒方面可能起着重要作用.     

褐飞虱与白背飞虱自然种群空间关系

运用地质统计学中的交叉变差函数方法,研究稻田中褐飞虱和自背飞虱自然混合种群密度的空间分布关系.结果表明在水稻不同生长发育期,褐飞虱与白背飞虱存在正或负的相关关系,但在水稻生长的个别阶段不同飞虱种群密度的空间关系不明显.褐飞虱与白背飞虱在早稻中多为不相关关系,且方向差异不明显,但在水稻生长的中期,稻飞虱种间不但存在相关范围等于18m的正相关关系,而且存在相关范围等于54m的负相关关系.两种飞虱在晚稻田中的空间关系多为负相关关系,相关范围等于54m或更大,且方向差异较明显.     

褐飞虱空间格局的地统计学分析

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是我国重要的迁飞性水稻害虫,对我国的水稻生产造成严重危害.为研究其迁入后田间的聚集与扩散的动态过程和空间分布规律,为综合防治提供理论依据,作者根据2009年在秀山县的田间系统调查资料,运用地统计学中的半方差函数,建立了褐飞虱发生期的空间变异曲线模型,并利用Surfer8.0软件对空间分布数据进行插值和模拟.结果表明,在本研究尺度下,褐飞虱各时间段均呈聚集分布,空间依赖范围约为49-132 m,变程随时间先减小,后增大;自水稻插秧开始,褐飞虱密度逐渐增大,8月20日达到最高峰,即该时段应是本地区防治褐飞虱的关键时期.     

高温对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是我国水稻的重要迁飞性害虫。实践表明,褐飞虱的种群消长与气候、食物及天敌等因素密切相关,尤以田间小气候直接影响其繁殖和发生为害的轻重。研究表明,褐飞虱对温度的反应比较敏感,在一个栽培品种基本稳定的地区,年度间发生程度的级差主要由温度决定,在水稻生长季节主要受高温控制。国内外有关高温对褐飞虱生长发育与繁殖的研究虽然较多,但研究多集中在温度对其种群数量变动的生态学影响、高温条件下褐飞虱发育与生殖的生物学特性等方面,关于高温对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制尚缺乏系统、深入的研究。近年来,笔者对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制开展了下列研究。笔者在国家自然科学基金重点项目“粘虫、褐稻虱迁飞行为机制的研究”(编号:39130070)中研究了不同高温条件对褐飞虱若虫发育历期、产卵量、产卵前期、寿命等     

转GNA+SBTi双价基因抗虫水稻的遗传分析及抗虫性研究

研究了转GNA SBTi双价基因籼稻的遗传规律及对褐飞虱和稻纵卷叶螟的抗虫实验。分子检测结果表明：外源基因在R2代株系中发生了分离，部分株系分离符合3：1或15：1的盂德尔遗传规律，但也有分离比为1：1及其它不正常分离的株系存在。对这些株系的特别追踪发现这几种分离式样在R3代中出现交叉，对R2和R3代转基因植株进行抗虫实验，结果表明分别有83.3%和76.9%的株系对褐飞虱的抗性较原种对照均有了显的提高，78.6%的R2代株系对稻纵卷叶螟的抗性比原种对照的抗性强，且大部分R3代株系继续保持良好的抗稻纵卷叶螟的性质，获得了9个分子检测阳性率高且对褐飞虱和稻纵卷叶螟抗性增强的水稻株系。     

稻飞虱卵的分布特点及剥查方法研究初探

近年来,小虫(稻飞虱)闹大灾的现象已成为水稻生产上普遍存在的问题.为有效遏制其暴发危害,我们一直将对稻飞虱的准确监测作为科学防治的基础性工作来抓.在搞好田间拍查稻飞虱成、若虫的同时,对飞虱卵的剥查也进行了深入系统的比较、研究,得出了一些新的体会和发现.     

水稻胰蛋白酶抑制剂对褐飞虱产卵刺激的响应

 昆虫产卵过程对寄主植物的直接刺激包括产卵器的机械损伤和卵表面物质带来影响,这些刺激是启动植物诱导抗虫性的重要途径。通过对褐飞虱产卵处理后水稻植株内胰蛋白酶抑制剂（BBPI）合成酶基因的表达量及物质含量的测定,对比褐飞虱取食和机械损伤处理,发现褐飞虱产卵能够诱导水稻BBPI合成酶基因的表达和BBPI物质的生成。处理后6 h,12 h,水稻 BBPI 表达量显著高于取食和机械损伤处理;产卵诱导的BBPI物质含量显著高于正常水稻。褐飞虱产卵诱导水稻启动〖WTBX〗BBPI〖WTBZ〗表达和物质合成表明,与取食危害类似,水稻同样会对褐飞虱产卵刺激产生响应,启动相应的植物防御体系,进而达到阻滞褐飞虱危害的目的。     

对吡虫啉抗性品系高活性的硝基亚甲基类新烟碱杀虫剂

本项目为顺式构型IPP系列硝基亚甲基类化合物。申请了2项中国专利和2项国际专利。生测表明,IPP对褐飞虱、菜蚜、桃蚜、棉蚜、烟粉虱、稻水象甲、红蜘蛛及卫生害虫白蚁、印属客蚤高活性而且与传统的新烟碱类化合物的生物活性特征有一定的差异。IPP对吡虫啉高抗性稻飞虱活性显著高于吡虫啉,且有杀螨活性。作用机制研究表明该化合物可能具有新的作用模式。     

褐飞虱乙酰胆碱酯酶启动子的克隆及表观遗传分析

褐飞虱Nilaparvata lugens是水稻的重要害虫之一.本研究旨在扩增褐飞虱乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)基因的启动子,并从表观遗传学的角度探讨DNA甲基化与褐飞虱生物型进化间的关系.采用染色体步移(genome walking)方法扩增AChE启动子,根据所得启动子序列设计甲基化特异性PCR(MS-PCR)引物和重亚硫酸盐测序法BSP引物,分析褐飞虱生物型Ⅰ和生物型Ⅱ中AChE启动子的甲基化程度,然后利用荧光定量PCR技术检测AChE的表达水平差异.结果表明,扩增得到褐飞虱AChE上游侧翼DNA序列长度为1 919 bp,启动子元件分析显示,AChE启动子区域中有若干与MYB、WRKY、ARE等抗性相关转录因子的结合位点(元件),表明该启动子可能与逆境胁迫相关.基于甲基化水平的限制酶酶切位点分析发现,AChE启动子区域含有多个~(5m)CG甲基化位点,表明该区域DNA甲基化主要发生在胞嘧啶的C-5位.MS-PCR分析表明,生物型Ⅰ褐飞虱AChE启动子区域的甲基化程度高于生物型Ⅱ; BSP结果显示生物型Ⅰ启动子区域总体平均甲基化频率(24. 09%)高于生物型Ⅱ(7. 27%);实时定量PCR结果显示,AChE在生物型Ⅱ中的表达量高于生物型Ⅰ.本研究克隆得到AChE启动子序列,并证实褐飞虱生物型间AChE的表达存在差异,且启动子区域高甲基化水平可能是导致AChE低表达的原因之一.     

田间噻嗪酮与黄绿绿僵菌对褐飞虱的协同防治

在广州郊区稻田中用黄绿绿僵菌Metarhizium anisopliae var.acridum Bosenberg et Strand和低用量农药噻嗪酮(buprofezin)对褐飞虱Nilaparvata lugens Stl进行了协同防治作用药效试验.试验验共设低用量噻嗪酮、高用量噻嗪酮、黄绿绿僵菌、l低用量噻嗪酮和黄绿绿僵菌混施、清水对照共5个喷雾处理,每处理3个重复小区(4 m×5 m),随机区组排列.在处理前1天、处理后的第2、6、11、16、21 d分别调查褐飞虱每丛的飞虱数.结果表明,低用量噻嗪酮与黄绿绿僵菌混施可以有效的控制田间稻飞虱的种群密度,对成虫的防效在第16天、对若虫第21天时达到95%以上,其相对防效和虫口减退率都有明显升高并表现出明显的协同作用,这种协同作用对褐飞虱成虫的防治效果优于对褐飞虱若虫的防治效果.     

水稻氨基酸转运蛋白编码基因OsAAT在抗褐飞虱中的功能研究

<正>我校生命科学学院周棋赢博士2014年获批国家自然科学基金项目:水稻氨基酸转运蛋白编码基因OsAAT在抗褐飞虱中的功能研究,项目编号:U1404319.水稻(Oryza sative)是世界上最重要的粮食作物之一,由于各种病虫害的频繁发生,严重影响了水稻产量的提高,威胁到