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害虫遗传控制技术的研究与应用 被引量：1
1
作者 孙浩 高聪芬 吴顺凡 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期404-421,共18页
媒介昆虫可传播寄生虫和病毒,如疟原虫、寨卡病毒和登革热病毒等,每年在全球范围内造成重大的经济损失与人员伤亡。农业害虫则每年造成农作物产量的重大损失,严重威胁着全球粮食安全。然而,目前基于化学防治等手段已不足以完全控制害虫... 媒介昆虫可传播寄生虫和病毒,如疟原虫、寨卡病毒和登革热病毒等,每年在全球范围内造成重大的经济损失与人员伤亡。农业害虫则每年造成农作物产量的重大损失,严重威胁着全球粮食安全。然而,目前基于化学防治等手段已不足以完全控制害虫的发生与危害。同时,使用化学农药会导致抗性产生,造成环境污染和农药残留等。因此,生产上亟需开发新型害虫控制策略。近年来,随着基因组测序技术和基因编辑技术的发展,针对目标害虫种群及其特定靶标基因的遗传控制技术迅速发展。相比传统的有害生物防控手段如化学防治等,害虫遗传控制策略具有物种特异性、环境友好和防控高效等优势。本文主要综述了研究较为广泛的几种害虫遗传控制技术,包括昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)、昆虫显性致死释放(release of insects carrying a dominant lethal, RIDL)技术以及基因驱动(gene drive, GD)技术等的研究现状与应用案例。最后,我们对害虫遗传控制技术研究及其在农业害虫防治中的应用做出了几点展望:(1)建立稳定高效的遗传操作体系;(2)鉴定生殖细胞或其他组织中高效的启动子,以提高基因编辑或基因转化的效率;(3)解析害虫性别决定通路和挖掘参与害虫生殖发育的关键基因。 展开更多
关键词 害虫 害虫遗传控制 基因编辑 昆虫不育技术 昆虫显性致死释放 基因驱动
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一种基于LAMP技术快速检测小麦赤霉病菌对多菌灵抗药性方法的建立及应用 被引量：8
2
作者 段亚冰 效雪梅 +6 位作者 杨莹 曹君红 施一渊 张晓柯 王勇 王建新 周明国 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期97-105,共9页
[目的]传统的植物病原菌抗药性检测方法存在检测周期长、操作繁琐、效率低等诸多缺点,建立一种小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)对多菌灵抗药性快速检测的方法尤为重要。[方法]基于环介导等温扩增技术(LAMP),以小麦赤霉病菌对多菌灵... [目的]传统的植物病原菌抗药性检测方法存在检测周期长、操作繁琐、效率低等诸多缺点,建立一种小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)对多菌灵抗药性快速检测的方法尤为重要。[方法]基于环介导等温扩增技术(LAMP),以小麦赤霉病菌对多菌灵抗药性基因型F167Y的β2微管蛋白基因为靶标,经过人工错配,设计并筛选LAMP特异引物,对检测体系各组分浓度配比进行优化,并通过人工接种试验验证该检测技术的可靠性。[结果]建立了一种小麦赤霉病菌对多菌灵抗性的快速、高通量的分子检测技术,该检测技术能特异性鉴定小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性菌株;证实了该检测技术在生产中可靠、稳定、可操作性强,具有广阔的应用前景。[结论]该检测方法是LAMP技术在小麦赤霉病菌抗药性监测中的首次应用,可用于抗药性群体的动态监测与抗性风险评估,为小麦赤霉病的抗药性治理提供用药指导。 展开更多
关键词 小麦赤霉病菌 多菌灵 环介导等温扩增技术 抗药性
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核酸农药纳米递送系统研究进展 被引量：8
3
作者 何承帅 张辉 +2 位作者 吴顺凡 高云昊 高聪芬 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1179-1197,1369,共20页
随着现代社会的发展,人们对健康和环保的关注度逐渐提高,开发绿色环保的新型农药是未来农药领域发展的总体趋势。与传统化学农药相比,核酸农药具备靶向性强、环境兼容性好、开发简便等诸多优势,在有害生物可持续治理方面具有巨大的应用... 随着现代社会的发展,人们对健康和环保的关注度逐渐提高,开发绿色环保的新型农药是未来农药领域发展的总体趋势。与传统化学农药相比,核酸农药具备靶向性强、环境兼容性好、开发简便等诸多优势,在有害生物可持续治理方面具有巨大的应用前景。然而,如何有效地将核酸农药效应分子(dsRNA/siRNA)递送至目标生物的组织或细胞中尚是核酸农药应用上极具挑战性的问题。近年来,多种类型的纳米材料在提高核酸农药递送效率方面表现出巨大的潜力。本文就核酸农药的应用方式与挑战、核酸农药的产业化进展、核酸农药纳米递送系统的研究进展及其安全风险进行了综述,并对核酸农药纳米递送系统的前景和挑战进行了展望。 展开更多
关键词 核酸农药 dsRNA/siRNA 纳米材料 递送系统
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我国水稻螟虫发生及治理研究进展 被引量：20
4
作者 叶恭银 方琦 +5 位作者 徐红星 吴顺凡 滕子文 徐刚 党聪 熊时姣 《植物保护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期167-180,共14页
水稻螟虫是我国水稻生产过程中的重要害虫种类之一,其为害范围广,所造成的经济损失巨大,且在我国主要稻区呈现逐年加重的发生趋势。本文重点以二化螟为例,概述了近年来水稻螟虫发生与为害现状、抗药性演化、抗螟水稻种质资源挖掘与品种... 水稻螟虫是我国水稻生产过程中的重要害虫种类之一,其为害范围广,所造成的经济损失巨大,且在我国主要稻区呈现逐年加重的发生趋势。本文重点以二化螟为例,概述了近年来水稻螟虫发生与为害现状、抗药性演化、抗螟水稻种质资源挖掘与品种创制、水稻螟虫生理生化与毒理学研究及新型杀螟药剂研发、水稻螟虫寄生蜂资源及其利用、水稻螟虫生态调控技术等方面的主要研究成果,以期为深入了解我国水稻螟虫发生为害及其治理研究现状提供依据,并为水稻螟虫的可持续控制与水稻绿色生产的实践提供帮助。 展开更多
关键词 水稻螟虫 为害 发生 治理 抗药性 抗虫性 毒理学 生物防治 生态调控
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昆虫糖脂代谢研究进展 被引量：9
5
作者 魏琪 苏建亚 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期906-916,共11页
肥胖症和糖尿病的日趋流行已经成为世界范围内的公共健康问题,其病因主要在于体内血糖/血脂含量升高引起的能量代谢紊乱。大量的证据表明,昆虫可以作为研究人类代谢疾病的理想模型,它不仅能合成与哺乳动物同源的糖脂代谢相关激素(如胰... 肥胖症和糖尿病的日趋流行已经成为世界范围内的公共健康问题,其病因主要在于体内血糖/血脂含量升高引起的能量代谢紊乱。大量的证据表明,昆虫可以作为研究人类代谢疾病的理想模型,它不仅能合成与哺乳动物同源的糖脂代谢相关激素(如胰岛素样肽和脂动激素),而且还具有进化保守的代谢信号通路(如雷帕霉素靶蛋白信号通路)及相关器官与组织(如中肠和脂肪体)。本文主要介绍了昆虫糖脂代谢的过程与调控机制,重点涉及脂肪体和绛色细胞的生理功能、胰岛素样肽/脂动激素对血糖的拮抗调节、参与营养物质代谢的胰岛素-胰岛素样生长因子信号通路以及与类固醇激素合成相关的胆固醇代谢等内容,并结合最新研究成果对黑腹果蝇Drosophila melanogaster糖脂代谢相关基因及其功能进行了总结,以期为昆虫生理学和人类代谢疾病研究提供参考。 展开更多
关键词 昆虫 糖类代谢 脂类代谢 信号通路 基因调控 人类疾病模型
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昆虫瞬时感受器电位(TRP)通道研究进展 被引量：3
6
作者 高聪芬 牛春东 +2 位作者 王利祥 魏琪 吴顺凡 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期769-779,共11页
瞬时感受器电位(transient receptor potential,TRP)通道是一类位于细胞膜上的阳离子通道。TRP通道基因最先在研究视觉缺陷的突变体黑腹果蝇中被发现,因其受光刺激仅产生瞬时电生理信号而得名。此后基于序列同源性,在不同动物、酵母和... 瞬时感受器电位(transient receptor potential,TRP)通道是一类位于细胞膜上的阳离子通道。TRP通道基因最先在研究视觉缺陷的突变体黑腹果蝇中被发现,因其受光刺激仅产生瞬时电生理信号而得名。此后基于序列同源性,在不同动物、酵母和藻类中均有发现,在果蝇中共鉴定得到13个基因,并划分为7个亚家族(TRPC、TRPA、TRPM、TRPV、TRPN、TRPP和TRPML)。TRP通道家族基因在昆虫体内扮演着调控各种生理与行为的重要角色,参与调控昆虫各种感觉的发生,例如视觉、嗅觉、听觉、温度感知以及机械刺激感觉等。近年来的研究表明,TRP家族中TRPV亚家族成员nanchung和inactive基因所编码的蛋白复合物是杀虫剂吡蚜酮的分子靶标。本文分别介绍了TRP通道家族的命名、分类、结构、进化与激活机制等,并结合最新的文献进展对其参与昆虫各种生理与行为功能的研究进行了详细评述。 展开更多
关键词 TRP通道 生理学 行为学 杀虫剂 分子靶标
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稻纵卷叶螟对氯虫苯甲酰胺的抗性监测及其抗氯虫苯甲酰胺种群对其他双酰胺类杀虫剂的交互抗性 被引量：8
7
作者 王立 董蓓蓓 +4 位作者 刘思彤 陈韵箫 杨凤霞 张帅 高聪芬 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期498-506,共9页
【目的】本研究旨在明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis对氯虫苯甲酰胺的抗性水平、抗性稳定性及其抗氯虫苯甲酰胺种群对其他双酰胺类杀虫剂是否存在交互抗性。【方法】采用稻苗浸渍法测定我国9省(自治区)稻纵卷叶螟32个田间种群... 【目的】本研究旨在明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis对氯虫苯甲酰胺的抗性水平、抗性稳定性及其抗氯虫苯甲酰胺种群对其他双酰胺类杀虫剂是否存在交互抗性。【方法】采用稻苗浸渍法测定我国9省(自治区)稻纵卷叶螟32个田间种群对氯虫苯甲酰胺和四唑虫酰胺的抗性,并测定了两个氯虫苯甲酰胺抗性种群对其他双酰胺类杀虫剂的交互抗性,以及湖南攸县、安徽潜山、安徽庐江和广西兴安田间种群在室内不接触药剂饲养后对氯虫苯甲酰胺的抗性稳定性。【结果】2019-2022年间,稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺的抗性逐年上升,2022年首次监测到庐江、兴安、武穴、丹阳和潜山种群对氯虫苯甲酰胺达到高水平抗性(102.3~135.1倍),其他种群亦达到中等水平抗性(10.3~97.1倍);2019-2021年监测的所有田间种群对四唑虫酰胺均表现为敏感,2022年所监测种群对四唑虫酰胺达到中等水平抗性(41.9~98.0倍)。交互抗性试验结果表明,对氯虫苯甲酰胺抗性约100倍的浙江嘉兴和安徽潜山种群对氟氯虫双酰胺、四唑虫酰胺、溴氰虫酰胺、环丙虫酰胺和四氯虫酰胺也表现出31.6~100.5倍中等至高水平抗性。稻纵卷叶螟田间种群在室内不接触药剂连续饲养2~4代后,对氯虫苯甲酰胺的抗性表现出快速下降的现象。【结论】稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺和四唑虫酰胺已产生中等至高水平抗性,且对氯虫苯甲酰胺产生抗性的稻纵卷叶螟田间种群对其他5种双酰胺类药剂也存在中等至高水平的交互抗性;鉴于当前稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺的抗性尚不稳定,建议可通过限制或暂停使用该类药剂,以延缓其抗性发展和延长使用寿命。 展开更多
关键词 稻纵卷叶螟 抗药性监测 氯虫苯甲酰胺 交互抗性 抗性稳定性
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敲除ebony基因导致二化螟体表黑色素沉积 被引量：2
8
作者 孙浩 黄镜梅 +5 位作者 刘艳 葛文超 王帅 杨凤霞 高聪芬 吴顺凡 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1367-1376,共10页
【目的】二化螟Chilo suppressalis是中国和其他亚洲地区为害水稻的重要害虫。由于缺乏遗传学操作工具,对二化螟的功能基因组学研究受到严重限制。本研究的目的是借助一个标记基因ebony,在二化螟体内建立CRISPR/Cas9介导的基因编辑体系... 【目的】二化螟Chilo suppressalis是中国和其他亚洲地区为害水稻的重要害虫。由于缺乏遗传学操作工具,对二化螟的功能基因组学研究受到严重限制。本研究的目的是借助一个标记基因ebony,在二化螟体内建立CRISPR/Cas9介导的基因编辑体系。【方法】以家蚕Bombyx mori ebony蛋白作为参考序列,通过TBLASTN程序在二化螟基因组数据库获得二化螟ebony基因的cDNA序列;通过PCR技术克隆二化螟ebony全长序列并进行生物信息学分析;运用qRT-PCR技术分析二化螟ebony基因在不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和雌雄成虫)和4龄幼虫不同组织(头、表皮、脂肪体、肠道和马氏管)中的表达模式;借助基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术,把sgRNA/Cas9蛋白复合物显微注射到二化螟新鲜的卵内(产卵后2 h内),靶向敲除二化螟ebony基因。【结果】克隆得到二化螟Csebony基因(GenBank登录号:MZ846208)的全长cDNA序列,开放阅读框长为2586 bp,共编码861个氨基酸。Csebony蛋白质的分子质量为9.5 kD,理论等电点为5.10,且在N端没有信号肽。结构域分析显示,Csebony有3个保守的结构域。系统发育树显示,Csebony与玉米螟Ostrinia furnacalis的ebony亲缘关系最近。qPT-PCR结果显示Csebony基因在蛹期和头部高表达。敲除Csebony导致二化螟幼虫、蛹以及成虫黑色素沉积。【结论】本研究结果表明,Csebony参与了二化螟表皮颜色模式的调控;CRISPR/Cas9基因组编辑技术可在二化螟中有效应用。借助标记基因在非模式生物中快速建立CRISRP/Cas9基因编辑体系,可为二化螟的功能基因组学研究提供有价值的遗传学工具。 展开更多
关键词 二化螟 基因编辑 CRISPR/Cas9 ebony 标记基因 表型 脱靶效应
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硫激肽及其受体调控褐飞虱取食行为 被引量：1
9
作者 郭迪 张素 +2 位作者 李剑 高聪芬 吴顺凡 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期277-291,共15页
【目的】明确硫激肽(sulfakinin, SK)及硫激肽受体(sulfakinin receptor, SKR)在褐飞虱Nilaparvata lugens取食行为中的作用。【方法】PCR克隆褐飞虱硫激肽基因Nlsk及其受体基因Nlskr cDNA全长序列并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测... 【目的】明确硫激肽(sulfakinin, SK)及硫激肽受体(sulfakinin receptor, SKR)在褐飞虱Nilaparvata lugens取食行为中的作用。【方法】PCR克隆褐飞虱硫激肽基因Nlsk及其受体基因Nlskr cDNA全长序列并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Nlsk及Nlskr在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、触角、翅、口针、足、肠道和马氏管)中的表达量;褐飞虱3龄若虫注射dsNlskr进行基因沉默,qRT-PCR检测4龄若虫中Nlskr的表达量,测定4龄若虫的取食量;基于已构建的Nlskr RNAi后的4龄若虫转录组数据库进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的GO和KEGG分析以及取食相关基因的qRT-PCR验证。【结果】PCR克隆得到了褐飞虱Nlsk(GenBank登录号:AB817281)及Nlskr(GenBank登录号:BAO01059.1)的cDNA全长序列。序列比对结果显示,褐飞虱NlSK成熟肽具有与其他物种保守的C端FMRFamide型多肽结构。NlSKR与其他昆虫同源受体存在高度保守的跨膜结构域。qRT-PCR检测结果表明,Nlsk与Nlskr在卵和1龄若虫中高表达,两基因均主要在头部表达,Nlskr还在褐飞虱口针中高表达。RNAi沉默Nlskr可显著提高褐飞虱4龄若虫的取食量;基于转录组数据DEGs的GO和KEGG分析结果表明,RNAi沉默Nlskr可显著影响褐飞虱嗅觉、味觉、能量代谢以及取食相关神经肽及受体基因的表达;取食相关基因的qRT-PCR验证结果表明,沉默Nlskr降低Nl7tmOR,NlOAR-3R,NlUH-FAF和NlTRP-161A的表达量,而提高NlGr64f,NlUE-E2和NlTHR的表达量。【结论】本研究明确了硫激肽及其受体参与调控褐飞虱取食行为,为害虫取食行为抑制剂研发提供了潜在靶点。 展开更多
关键词 褐飞虱 硫激肽 硫激肽受体 转录组 取食行为
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