1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
马铃薯是全世界第四大粮食作物,仅次于小麦、水稻和玉米。中国2014年马铃薯种植面积5570公顷,鲜薯产量9500多万吨,面积和产量均占世界的1/4左右,已成为马铃薯生产第一大国。
马铃薯甲虫,又被称为蔬菜花斑虫,英文名称Colorado Potato Beetle(CPB),拉丁学名为Leptinotarsa decemlineata,属鞘翅目Coleoptera叶甲科Chrysomelidae,寄主植物主要是茄科作物,嗜好的寄主有马铃薯、西红柿、茄子、辣椒等,常整株叶片食光,造成严重危害和产量损失。经调查发现,幼虫和成虫将马铃薯叶片吃成缺刻或仅留叶脉(Alyokhin et al., 2008;林翠, 2014),是马铃薯上最重要的害虫。
马铃薯甲虫作为一种世界性检疫对象和重大外来入侵物种,目前已广泛分布于中西亚、欧洲、加拿大、美国等40多个国家和地区,1993年在我国新疆伊犁地区和塔城地区首次发现,由西向东传播迅速,疫情发生面积不断扩大,如果不加以有效的防治,势必给我们马铃薯主粮化战略和粮食保障造成巨大损失。在国外,化学防治是有效控制马铃薯甲虫为害的唯一措施。对化学农药的过分依赖导致马铃薯甲虫的抗药性(Alyokhin et al., 2015; Scott et al., 2014)。在新疆,持续化学防治使马铃薯甲虫对拟除虫菊酯、氨基甲酸酯和部分有机磷农药品种产生了抗药性。尽管新烟碱类和微生物杀虫剂近几年才推广,但有些田间种群已出现低水平抗性(姜卫华等, 2013)。因此,开发新的治理措施十分必要。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
(1)克隆不同核受体基因片段,RACE获得各基因全长序列。
(2)定量分析各基因在马铃薯甲虫不同组织和生长阶段中的表达情况。
3. 研究的方法与方案
研究方法:
本研究方案拟采用普通PCR、Race、qPCR等技术,得到实验结果。
技术路线及实验方案:
4. 研究创新点
特色或创新之处
马铃薯甲虫是最先对杀虫剂产生抗性的害虫之一。虽然化学手段能够快速有效的杀死马铃薯甲虫的幼虫,但自上世纪五十年代中期马铃薯甲虫对DDT产生抗性以来后,抗药性发展十分迅速。迄今为止,马铃薯甲虫几乎对所有应用的杀虫剂都可很快产生了抗性。抗药性的产生离不开马铃薯甲虫寡食性的特点,由于茄科作物中含有大量有毒的生物碱,在长期的进化过程中,马铃薯甲虫获得了抵抗这些有毒物质的能力。
另外,还缺乏实用的抗病马铃薯品种和专一有效的天敌。所以抗性问题成为了马铃薯甲虫防治中最突出的问题,急需研究和开发新的防治技术。
5. 研究计划与进展
2018年5月上旬 - 6月中旬:
①熟悉实验室,阅读相关文献,基本仪器设备和软件的使用;②引物设计;③ PCR扩增马铃薯甲虫的基因片段;④PCR产物的回收纯化;⑤质粒载体的连接反应;⑥转化反应和细菌培养;⑦单克隆的挑取和菌株扩大培养;⑧菌落PCR。
2018年11月 - 2019年1月:
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