简介:近些年来,DNA条形码技术为便捷的物种鉴定提供了很大的帮助,但随着该技术的发展,也出现了一系列的问题。微型条形码技术是作为DNA条形码技术的补充而出现的一项新兴技术,具体是指通过通用引物扩增出比细胞色素c氧化酶I号基因全序列更短的一段序列,并通过该序列进行物种鉴定、分类等研究工作。作为一项新兴技术,其优点包括,适用于部分降解的DNA样品的目的基因扩增,能够很好地解决环境混合样品多样性的调查等。但是,该技术所选DNA片段非常短,因此标记序列包含的遗传信息有限,在鉴定的精确度方面和COI全条形码存在一定的差距。本文在总结前人研究的基础上,简要概述了微型条形码技术的优缺点,并对其未来在害虫分子识别方面的应用做了初步探讨。
简介:生物入侵对世界经济、环境造成了巨大的影响,已经成为世界关注的焦点。传统的海关检验方法存在鉴定缓慢、准确率低、鉴定专家稀缺等问题,因此急需一种鉴定率高、操作简单和快速的方法对入侵植物的繁殖体进行精确的鉴别。DNA条形码是一种基于DNA序列差异进行物种鉴定的技术,鉴定结果只受样品组织内DNA保存状况影响,不受形态学性状保存状态影响,只需掌握简单分子生物学技术的工作人员即可实现对未知样品的鉴定,在入侵植物检疫鉴定中有很大的应用潜力。根据入侵植物进化快、变异多的特点,可优先考虑种间、种内差异度高的ITS基因作为核心条形码,再以matK和rbcL基因为辅助条形码。本文分析了植物DNA条形码技术及其衍生出的超级DNA条形码和metabarcoding技术在入侵植物鉴定中的应用潜力,提出构建入侵植物DNA条形码参考数据库与智能植物志(iFlora)相结合,为利用DNA条形码技术对入侵植物进行快速鉴定和相关研究提供参考。
简介:基于遗传修饰手段的昆虫不育技术(SIT)作为一类物种特异、环境友好、科学高效的新兴策略,在害虫防治中具有广阔的应用前景。释放携带显性致死基因昆虫的技术(RIDL)是改进传统SIT的重要手段之一,主要包括四环素调控系统、特异性启动子、性别特异剪接系统和特异性致死基因等重要元件,其中根据不同昆虫的特点选择合适的特异性致死基因对于构建遗传不育品系至关重要。这些致死基因或受到阻遏调控系统的控制、或特异的在雌虫中表达、亦或直接作用于x染色体,导致后代在特定发育阶段或特定性别中条件致死。本文综述了RHG家族(reapr、hid、grim、michelob_x)细胞凋亡基因、转录激活因子tTA及NipplDm、归巢内切酶基因等在害虫遗传不育技术中的研究和应用,讨论了特定致死基因的效应机理和应用特点,并对其可能的发展方向进行了展望。由于不同效应基因的致死作用和调控机理尚未完全明晰,因此深入研究特异致死基因的凋亡机制和在不同物种中的兼容作用,将为害虫遗传防控提供更多的研究思路和手段。
简介:RNA干扰(RNAi)是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为抵抗病毒的免疫机制,广泛存在于生物体内。RNAi在秀丽隐杆线虫中的发生机制已明确,但昆虫的系统性RNAi不同于线虫,在昆虫中尚未发现线虫跨膜蛋白SID.2的同源蛋白,且果蝇中不存在依赖于RNA的RNA聚合酶(RdRP),但存在具有相似活性的物质。昆虫发生RNAi的效率不仅与靶标基因自身及双链RNA的选择有关,而且与虫体的发育状态及摄入双链RNA的剂量相关。随着RNAi在昆虫中作用特点的阐明,RNAi的应用价值也逐渐体现。近年来,通过RNAi沉默靶标基因,不但促进了昆虫基因功能研究的发展,而且被广泛用于重要农业害虫抗药性基因的研究。最新研究表明,RNAi结合第2代测序技术,针对非模式昆虫,能迅速找到具有致死效应的靶标序列,加快了利用RNAi技术生产生物农药的步伐。
简介:疟疾、登革热等重大传染性蚊媒疾病严重危害人类健康,且目前缺乏有效的药物和疫苗,防治埃及伊蚊、冈比亚按蚊等媒介昆虫是控制和消除这些疾病的有效手段。化学杀虫剂的大规模使用在一定程度上控制了疾病的传播,但其抗药性和环境污染等问题也随之而来。分子生物学的飞速发展为昆虫不育技术(SIT)的更新及害虫防治提供了新的策略,由此发展起来的以释放携带显性致死基因昆虫(RIDL)为代表的一系列遗传不育技术为蚊虫种群防控提供了更加有效的选择。本文概述了遗传技术在蚊虫防控中的应用进展,包括蚊虫遗传防治的历史和策略,阐述了RIDL技术体系的原理,同时介绍了相关遗传控制品系和已经开展的田间释放研究,展示了遗传修饰不育技术在蚊媒疾病防治中的巨大潜力。
简介:实蝇类害虫严重危害多种水果和蔬菜,是世界果蔬产业最重要的害虫类群之一,严重影响了发生地的果蔬生产和出口贸易活动。昆虫不育技术(SIT)是一种物种特异和环境友好型防治措施,在多种实蝇类害虫的防治、阻截和根除中起到了不可替代的重要作用。通过分子生物学技术对昆虫的基因组进行遗传修饰,可对SIT进行改进,提高其防控效果并扩大应用的物种范围,近年来相关方面的研究已取得重要进展,成为害虫遗传控制的研究热点。本文阐述了通过受四环素调控的tet—off基因表达系统来实现昆虫“不育”的基本原理和在果蝇及其他几种主要实蝇类害虫中建立的不同类型的遗传控制体系,以及类似体系在其他农业昆虫中的应用情况。简要介绍了在橘小实蝇遗传控制技术体系构建方面的工作进展,并对该技术的在害虫综合治理(IPM)尤其是实蝇类害虫防治中的应用前景进行了讨论和展望。
简介:【背景】在我国,苹果绵蚜对苹果等寄主的危害日益严重,发生面积不断扩大,而品种抗性是害虫治理的一种重要手段。【方法12007—2009年于山东莱阳地区系统调查了苹果绵蚜在不同寄主果园的发生动态规律,比较了不同寄主对苹果绵蚜的抗性差异。【结果】苹果绵蚜在红富士、乔纳金、新红星苹果园和西府海棠果园中1a有2个发生高峰,5月底到7月下旬是第1个高峰,也是全年发生的最高峰,9月初到10月底是全年发生的第2个高峰,而7月底到8月底是苹果绵蚜发生的低谷期。苹果绵蚜在红富士苹果上的发生数量显著高于在乔纳金、新红星苹果和西府海棠上的发生数量。在3a的调查时间内,苹果绵蚜在红富士、乔纳金、新红星苹果上每次平均发生量分别为153.2、31.6、30.3头·株^-1。越冬前调查表明,苹果绵蚜对红富士的为害率显著高于青香蕉、乔纳金、新红星和小国光,小国光的被害率以及虫落数量最低。【结论与意义】红富士是苹果绵蚜的感虫品种,而小国光、乔纳金和新红星相对抗虫。文中讨论了苹果绵蚜抗性品种的筛选方法,为掌握不同寄主对苹果绵蚜的抗性差异以及制定苹果绵蚜的抗性治理策略提供了依据。
简介:尽管geneflow源于群体遗传学和进化生物学,但已成为环境生物安全文献中常见的科学术语。花粉介导的geneflow在自然界中广泛存在并对物种和群体的进化有着特殊重要的意义。随着转基因生物技术的快速发展和转基因作物在全球范围内的广泛种植,转基因随geneflow发生逃逸及其可能带来的潜在生态进化影响已经成为环境生物安全评价和研究的重要内容,备受全球广泛关注,geneflow这个术语在我国也被频繁引用。但是,geneflow的中文术语在我国各种文献资料中存在着十多种翻译版本,这些不同的翻译版本形式不同且内容略有差异,容易给环境生物安全问题的理解和研究造成不必要的混乱。本文对geneflow的概念及其内涵进行了回顾,并对不同形式的geneflow术语在国内外相关研究领域中使用的历史溯源进行了阐述。笔者建议使用“基因流”作为geneflow在中文应用中的统一术语,这也最接近群体遗传学和进化生物学等相关著作中geneflow的原意。基于此,对基因流在转基因逃逸及其相关的环境生物安全评价以及群体遗传学和进化生物学研究方面的理论和应用意义进行了讨论。
简介:锌指核酸酶、类转录激活因子式核酸酶和CRISPR/Cas技术是近几年发展起来的3种主要基因组编辑技术,其原理都是通过在生物基因组特定位点制造DNA双链断裂损伤,从而激活机体自身的DNA损伤修复机制,在此过程中引发各种变异。基因组编辑技术已在研究基因功能和基因修复中成功应用,基于基因组编辑技术的诸多优点,如CRISPR/Cas技术能对基因组中多个特定位点进行编辑。其有望成为昆虫遗传转化的主要策略。本文就锌指核酸酶、类转录激活因子式核酸酶和CRISPR/Cas技术的基本原理及其在昆虫中的应用做一简介,为今后利用基因组编辑技术进行昆虫遗传转化提供些许参考。
简介:硫丹在茶叶中的消解动态符合一级动力学方程,在茶叶中的残留量随着施用剂量的增加而增加。硫丹在乌龙茶中的消解速率显著低于绿茶,同一环境下,35%硫丹乳油500倍、1000倍、1500倍、2000倍液处理在乌龙茶和绿茶中的半衰期分别为2.15-2.84d和1.65-1.98d,药后7d残留量分别为4.21mg/kg-12.04mg/kg和2.81mg/kg~8.98mg/kg。同时,由于气候差异,同一浓度处理的残留量和半衰期不同地区间的差异也较大。不同茶区,无论乌龙茶或绿茶品种,药后7d,1000倍、1500倍、2000倍液处理的残留量均在10.0mg/kg以下,而500倍的个别超过10.0mg/kg,但在20.0mg/kg以下,所以,按欧盟最高限量30.0mg/kg标准计,目前茶园施用该药安全间隔期为7d是合理的。本分析方法采用微型层析柱法净化,具有操作时间短,试剂用量省、净化效果好的优点,最低检出量为0.0006ng,最小检出浓度为0.0064g/g,该技术指标完全满足残留分析的要求。
简介:本文以中季稻区稻田主要害虫稻飞虱、稻纵卷叶螟和捕食天敌蜘蛛的田间系统调查资料为基础,以害虫—天敌—农药系统为研究对象,应用害虫管理系统工程的原理,处理害虫、捕食天敌与农药三者之间的关系。建立了稻纵叶螟—蜘蛛—甲胺磷和稻飞虱—蜘蛛—甲胺磷两系统优化管理模型,绘制了它们的优化反馈控制策略图,利用微机对系统进行最优监控。使用时输入当前田间害虫与天敌数量,就可对系统作出即时的预测和最优决策。该策略确立的控制害虫的最优性能指标,是使害虫对农作物的为害所造成的损失与防治费用之和最小,并且使害虫和天敌的数量处于系统平衡状态。文中比较分析了该策略与基于经济阈值的常规害虫管理策略,指出了新策略在害虫综合治理中对天敌数量进行控制和管理的作用及其意义。
简介:[目的]生态位模型在生物地理学、入侵生物学和保护生物学中具有广泛的应用,被越来越多地用于预测物种潜在分布和现实分布的研究中。本文以美国白蛾为例介绍pROC方案在生态位模型评价中的应用及其注意事项,以期对物种潜在分布预测进行合理的评价,促进生态位模型在我国的合理运用和发展。[方法]介绍ROC曲线和AUC值基本原理,总结其在生态位模型评价中的应用,从物种存在分布点和不存在分布点的可信度出发,分析AUC值用于模型评价的优点和不足,最后介绍局部受试者工作特征曲线的线下面积方案(pROC方案)来弥补传统AUC值的不足。[结果]AUC值虽独立于阈值,但因其综合灵敏度和特异度,而屏蔽这2个指标各自的特征,不能分别评估预测结果的灵敏度和特异度,同时对遗漏率和记账错率不能进行权衡,会误导使用者对模型的评价。与AUC值相比,ROC曲线的形状更具有价值,蕴含丰富的模型评价信息。[结论]模型评价需要将灵敏度和特异度区别对待,ROC曲线形状比AUC值在生态位模型评价中更为重要,pROC方案相对于传统AUC值具有优势,但容易对过度模拟做出不当判断。模型评价与作者研究目的密切相关:当以预测物种潜在分布为目的时(如入侵物种潜在分布、气候变化对物种分布的影响和谱系生物地理学),模型评价应当给予灵敏度(或者遗漏率)更多的权重;当以预测物种现实分布为目的时(如保护区界定和濒危物种引入),模型评价应当给予灵敏度和特异度同等的权重。
简介:【背景】抗除草剂转基因作物是全球种植面积最大的一类转基因植物,以除草剂抗性基因作为检测靶标的分子鉴定方法的研究与应用,对转基因生物安全的检测与监测有重要意义。【方法】根据除草剂抗性基因aad1和dmo的核苷酸序列设计PCR检测引物,并进行PCR反应体系优化、方法特异性、灵敏度、再现性等方面的测试,分别建立aad1基因和dmo基因的特异性PCR检测方法。【结果】建立的PCR检测方法在56~64℃的退火温度范围内均能获得一致性结果,具有良好的稳健性。该方法可将含有aad1基因和dmo基因的转基因作物与其他转基因作物区分开,其灵敏度可分别达到20个拷贝和40个拷贝。通过将aad1基因和dmo基因的检测引物放入同一管PCR反应体系中,还能在一次PCR中同时检测这2个靶标基因,双重PCR的检测灵敏度与单一PCR一致。【结论与意义】建立的分子方法可精准检测出含有aad1基因和dmo基因的转基因作物,具有特异性强、灵敏度高的特点,为抗除草剂转基因作物的筛选检测提供了可靠的技术支撑。
简介:【背景】外来人侵植物紫茎泽兰自然演化出耐高温种群,其适应机制与各种生理代谢有关。【方法】本文从超微细胞化学水平,对紫茎泽兰抗高温种群、敏感种群ATP酶活性定位,明确其在高温适应性中的作用,试图阐明该草的生态适应机制。【结果】正常情况下,紫茎泽兰ATP酶主要定位于细胞壁及细胞间隙周围的细胞壁表面;经40℃高温处理后,在不同的处理时间下,抗性、敏感种群之间ATP酶的活性表现出明显差异,其中以处理12h时差异最大,具体表现为抗高温种群的ATP酶活性明显高于敏感种群,ATP酶的定位点除细胞壁外,在细胞膜上也呈现大量的分布,而敏感种群在处理12h时的酶活性明显降低,只在细胞壁上有零星的分布。处理24h时,敏感种群叶片已完全萎蔫,细胞结构毁坏,细胞膜破损;而抗高温种群叶片仍然完好,细胞膜上仍有ATP酶分布。【结论与意义】经40℃高温处理后,紫茎泽兰抗高温种群ATP酶活性明显高于敏感种群,初步认为紫茎泽兰对高温的适应性与ATP酶活性相关。本研究为进一步阐明与紫茎泽兰适应性相关的入侵机理提供了资料。