粘虫生物胺受体基因的鉴定及组织表达谱分析

【目的】基于粘虫Mythimna separata成虫脑转录组数据,明确粘虫体内生物胺受体基因的分子特征及组织表达特性,为粘虫生物胺受体基因的功能研究提供基础。【方法】从粘虫成虫脑转录组数据库中筛选生物胺受体基因序列;基于粘虫基因组数据库,对筛选到的生物胺受体进行基因定位;利用最大似然法对鉴定到的生物胺受体进行系统发育分析;利用qRT-PCR检测鉴定到的生物胺受体基因在粘虫雌雄成虫脑、触角、下唇须、翅、足、胸和腹中的表达量。【结果】从粘虫成虫脑转录组数据库中鉴定出17个生物胺受体基因,包括5个多巴胺受体基因、 5个5-羟色胺受体基因、 5个章鱼胺受体基因和2个酪胺受体基因。这17个生物胺受体基因分布于8条染色体上,其中7个受体基因共定位于22号染色体上。鉴定到的粘虫生物胺受体与斜纹夜蛾Spodoptera litura、家蚕Bombyx mori和烟草天蛾Manduca sexta生物胺受体具有较高的同源性。粘虫多巴胺受体基因均在雌雄成虫脑和触角中高表达,其中MsepDop2,MsepDop3-1,MsepDop3-2和MsepDopEcR在雌成虫脑中的表达量显著高于在雄成虫脑中的表达量;章鱼胺受体基因MsepOA1和MsepOA2B2在胸部高表达,且在雌成虫胸部中的表达量显著高于雄成虫胸部中的,MsepOA3和MsepOA2B1-3在嗅觉组织触角和下唇须中也具有较高的表达量,并且表达量具有性别差异;酪胺受体基因在脑和触角中具有较高的表达量,其中MsepTA2在雌成虫腹部中的表达量显著高于雄成虫腹部中的;Msep5-HT1基因在脑部中的表达量显著高于在其他组织中的,Msep5-HT2基因在脑、触角和下唇须中都具有较高的表达量。【结论】本研究获得了粘虫17个生物胺受体基因,明确了其在雌雄成虫不同组织中的表达模式,并发现部分生物胺受体基因在粘虫嗅觉和生殖组织中的表达具有性别差异,这为进一步研究粘虫生物胺受体的生理功能提供了基础。

乡村振兴视域下我国基层公共图书馆高质量发展探究

乡村文化振兴作为乡村振兴的一项重要任务,为推进乡村全面振兴提供智力支持和精神动力。基层公共图书馆作为重要的乡村文化机构,在实现乡村文化振兴发面发挥着不可替代的作用。基层公共图书馆应当抓住发展机遇,科学应对挑战,通过积极争取政策支持、构建科学有效的体制机制、加强专业人才队伍建设、提高数字化建设水平、加强文旅融合发展等方面实现高质量发展,从而助力乡风文明建设,实现乡村文化振兴。

棉铃虫5-HT1和5-HT2基因的克隆及表达模式分析

5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)是昆虫体内一种重要的生物胺,其通过结合特异性的G蛋白偶联受体在昆虫体内发挥不同的神经调控作用。本研究基于转录组测序数据结合RT-PCR技术鉴定克隆了棉铃虫5-HT受体基因5-HT1和5-HT2,采用生物信息学方法分析其序列特征,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测了其在幼虫和成虫不同组织内的表达特征。结果显示,棉铃虫体内分别表达5-HT的2类受体基因:5-HT1A、5-HT1B、5-HT2A和5-HT2B。系统进化树分析表明,棉铃虫5-HT受体基因分为3个不同分支,而5-HT1和5-HT2可明显分别分成2个不同分支,各分支均与家蚕和烟草天蛾5-HT相应受体基因具有较高的同源性。RT-qPCR结果显示,在幼虫期,4种5-HT受体基因都在头部显著高表达,成虫期除在脑部高表达外,在触角或腹部也有高表达。其中5-HT1A和5-HT1B在雌成虫触角表达量显著高于雄成虫触角,5-HT1A和5-HT2B在雌成虫腹部表达量显著高于雄成虫腹部,而5-HT1B在雄成虫腹部表达量显著高于雌成虫腹部。以上结果表明5-HT1和5-HT2可能参与棉铃虫脑部神经调控,触角嗅觉感受及生殖发育等活动。该结果为进一步明确棉铃虫5-HT受体的功能奠定了基础。

纤维支气管镜吸痰联合肺泡灌洗在重症肺炎合并呼吸衰竭治疗中的优势探讨

目的探讨纤维支气管镜吸痰联合肺泡灌洗治疗对重症肺炎合并呼吸衰竭患者呼吸力学和炎症指标的影响。方法回顾性分析连云港市东方医院2019年9月至2023年9月收治的65例重症肺炎合并呼吸衰竭患者的临床资料,依据治疗方案分为常规组(33例)与综合组(32例)。两组患者均进行机械通气、平喘等常规治疗,常规组同时采用无菌吸痰的方案,综合组同时采用纤维支气管镜吸痰联合肺泡灌洗的综合方案,两组患者均治疗2周。比较两组患者治疗2周后临床疗效,临床症状改善时间,治疗前和治疗2周后呼吸力学指标、炎症指标水平。结果治疗2周后,相较于常规组,综合组患者的临床总有效率更高(均P<0.05);治疗2周后,相较于常规组,综合组肺啰音消失、体温恢复、机械通气时间均更短(均P<0.05);与治疗前比,治疗2周后两组患者呼吸做功(WOB)、气道峰压(PIP)、呼气阻力(RaW)均降低,且综合组均低于常规组;两组患者肺动态顺应性(Cdyn)均升高,且综合组高于常规组(均P<0.05);与治疗前比,治疗2周后两组患者血清C-反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、正五聚蛋白-3(PTX-3)水平均降低,且综合组均低于常规组(均P<0.05)。结论针对重症肺炎合并呼吸衰竭患者,相比于无菌吸痰的方案,应用纤维支气管镜吸痰联合肺泡灌洗在缓解患者症状、改善呼吸功能及降低机体炎症反应等方面的优势显著,治疗效果更佳。

棉铃虫嗅觉系统的结构与功能研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是世界上重要的多食性农业害虫,主要依赖嗅觉寻找寄主、识别配偶以及选择产卵位点,以实现生存和繁衍。研究表明触角和下唇须是棉铃虫重要的外周嗅觉器官,其上分布毛形感器、锥形感器、腔锥形感器、栓锥形感器等重要的嗅觉感器,表达了包括气味结合蛋白、气味受体、离子型受体等上百种气味化学感受蛋白基因。脑内触角叶及与触角叶神经元连接的蕈形体冠、侧角、外侧前脑等为棉铃虫嗅觉中枢系统。通过利用电生理和染色标记技术明确了棉铃虫性信息素和二氧化碳感受相关的受体、嗅觉感受神经元和其他类型的触角叶神经元。这些关于棉铃虫外周和中枢嗅觉系统结构和功能的研究进展为进一步研究棉铃虫嗅觉器官感受寄主植物、有毒食物和天敌等气味分子的功能图谱以及研究不同嗅觉神经元在突触联系水平上对气味信息进行处理和编码的神经机制奠定了重要基础。也为深入研究棉铃虫的嗅觉行为调控机制和开发基于嗅觉行为调控的防治技术提供了重要理论基础。

昆虫神经生物学研究技术:触角电位图记录

触角电位图记录是昆虫神经生物学中用于昆虫嗅觉、信息素生物测定研究的重要技术之一。该技术具有敏感性、选择性高及操作简单易行等优点。该文以荷兰Syntech公司的产品为例详细介绍了此技术原理、装置。

雄性棉铃虫和烟青虫对雌性信息素的触角电生理反应

利用触角电位图 (Electroantennogram ,EAG)技术 ,比较研究了二近缘种棉铃虫、烟青虫对其性信息素主要成分Z 11 16 :Ald、Z 9 16 :Ald的触角电生理反应。剂量反应曲线表明 ,对Z 11 16 :Ald ,棉铃虫和烟青虫均有明显的EAG反应 ,且随浓度的增加而增强 ,但棉铃虫比烟青虫的反应较强 ;对Z 9 16 :Ald ,烟青虫有很强的EAG反应 ,棉铃虫的反应则很弱 ;对Z 11 16 :Ald和Z 9 16 :Ald以 97∶3和 7∶93比例形成的混合物 ,棉铃虫、烟青虫均有EAG反应 。

昆虫触角叶的结构

触角叶是昆虫脑内初级嗅觉中心,通过触角神经与触角联系。触角叶主要由嗅觉受体神经元、局域中间神经元、投射神经元和远心神经元构成。这些神经元的形态多样,其形态变化与其功能和昆虫嗅觉行为相关。这些神经元在触角叶内交织形成神经纤维网,在突触联系紧密的地方形成纤维球,纤维球通常排列在触角叶外周。通常,昆虫触角叶内纤维球的数量、大小和位置相对固定,并且几乎每个小球都可以被识别和命名。不同种类、性别和品级的昆虫中,纤维球的数量、大小和排列方式各不相同。触角叶结构神经元组成和纤维球的多样性,与各种昆虫嗅觉行为的特异性相对应。

实夜蛾属和铃夜蛾属昆虫性信息素通讯系统的研究进展

实夜蛾属Heliothis和铃夜蛾属Helicoverpa昆虫的性信息素通讯系统主要包括雌蛾的性信息素合成和雄蛾对性信息素接收两个方面 ,每方面都有分子、细胞、系统水平上进行协同作用的生物过程。性信息素生物合成激活肽 (PBAN)与其受体作用 ,启动信号转导系统 ,从而激活合成性信息素的酶系统来合成性信息素 ,利用化学和生物测定的方法鉴定出具有诱蛾活性的性信息素腺体组分及行为功能 ;性信息素分子与性信息素结合蛋白 (PBP)的复合体同受体相互作用 ,启动信号转导系统 ,诱导产生神经信号 ,从而引起一系列性行为反应。这些生物过程受到各种内部和外部因素的影响。

蛾类昆虫性信息素通讯系统的遗传与进化

性信息素通讯是普遍而又古老的化学通讯的一种形式。多数鳞翅目蛾类依靠高度种特异性的性信息素通讯寻找配偶以及实现种间生殖隔离。种特异性信息素通讯系统的遗传与进化过程往往是物种形成的组成部分。虽然现在还没有直接证据表明性信息素通讯系统分化可以促使新物种的形成,但是关于性信息素通讯系统的多态性、遗传变异以及遗传机制的研究表明性信息素信号容易发生漂变,而性信息素的接受系统可以适应漂变的性信息素信号。本文对蛾类性信息素通讯系统的遗传与进化的研究进展作了评述,并对性信息素通讯系统进化与物种形成之间的关系进行了讨论。

高校昆虫脑科学教学与科研融合的探索

教学与科研是高校专业技术岗教师必须承担的两项任务。实现教学与科研工作的结合发展,能够为学生的知识体系形成提供重要的培养条件,可以培养学生自学、设计课题方案、开展试验、创造新知识等各方面的能力。所以在本文中,以高校昆虫学昆虫脑解剖结构的教学为例,对教学与科研的融合进行了详细分析与思考。

烟青虫成虫脑结构解剖和三维模型构建

【目的】解剖分析烟青虫Helicoverpa assulta成虫脑的结构,并构建脑三维结构数字化模型。【方法】利用神经突触蛋白抗体,对烟青虫成虫脑进行免疫组织化学染色标记,利用共聚焦激光扫描显微镜获得脑扫描数码图像,并结合三维图像分析软件对烟青虫脑结构进行识别分析,构建三维模型。【结果】突触蛋白抗体免疫染色将烟青虫脑和颚神经节的神经髓区域清晰标记出来。烟青虫成虫脑与颚神经节愈合而成为一体,中间具有一个孔洞,为食道穿过的通道。脑主要包括前脑、中脑和后脑3部分。依据染色标记结果识别和构建了至少16个脑神经髓结构。这些神经髓包括边界清晰的视叶、前视结节、蕈形体、中央复合体和触角叶及其亚结构。除此之外,还包括围绕这些神经髓的其他前脑神经髓区域,但这部分前脑神经髓内部边界模糊,不容易细分,而将其与颚神经节区域作为一个整体标记为中间脑,占脑总神经髓的55.05%。【结论】识别出烟青虫脑的主要功能结构区域,并成功构建了三维模型。该研究结果为进一步研究烟青虫脑接收、处理和整合感觉信息及调控行为的机制奠定了解剖学基础,并为研究烟青虫或其他昆虫脑结构发育、变异和重塑提供结构形态和体积大小依据。

棉铃虫幼虫脑和咽下神经节的三维结构构建

【目的】解剖棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)5龄幼虫脑和咽下神经节及其内部神经髓形态结构,并分析和构建幼虫脑和咽下神经节以及各神经髓的三维结构模型。【方法】采用免疫组织化学方法解剖脑和咽下神经节的内部神经髓结构,利用激光共聚焦显微镜获取脑和咽下神经节扫描图像,然后利用AMIRA三维图像分析软件进行图像分析,从而构建脑和咽下神经节的三维结构模型,并测量脑和咽下神经节以及内部各神经髓的体积,并分析了相对比例。【结果】棉铃虫5龄幼虫脑和咽下神经节由围咽神经索连接在一起。脑主要由前脑、中脑和后脑3部分组成。前脑内包括视叶、蕈形体和中央体等形态结构较明显的神经髓。此外,前脑还包括其他位于脑的左右两侧以及背侧和腹侧大量神经髓区域,约占脑总神经髓的59.65%。这些神经髓区域边界不明显。中脑主要包括1对触角叶;后脑位于脑的腹侧和触角叶的下方,体积较小。咽下神经节由3个神经节融合构成,从前到后分别为上颚神经节、下颚神经节和下唇神经节,由于融合的紧密程度高,3个神经节间的边界不明显。【结论】阐明了棉铃虫5龄幼虫脑和咽下神经节的神经髓形态结构,构建了脑和咽下神经节以及内部神经髓的三维结构模型。三维模型可以任意旋转,能从任何角度观察脑、咽下神经节和内部不同神经髓的结构及其它们之间的空间关系。本研究结果对研究棉铃虫脑和咽下神经节信息接收、处理及调控行为的机制奠定了解剖学基础。

绿盲蝽中枢神经系统的解剖结构

【目的】阐述绿盲蝽Apolygus lucorum中枢神经系统的组成,辨识各组成部分的神经节解剖结构及其形态,计算中枢神经系统各神经节结构体积大小、解析其空间分布关系以及连接模式。【方法】采用免疫组织化学方法,使用突触蛋白抗体对绿盲蝽中枢神经系统神经髓进行染色标记,利用共聚焦激光扫描显微镜获取中枢神经系统各结构数码图像,使用三维图像分析软件对绿盲蝽中枢神经系统进行分析,并构建三维模型。【结果】绿盲蝽中枢神经系统从前往后分别由脑神经节、咽下神经节、前胸神经节和后部神经节组成。脑、咽下神经节和前胸神经节3个神经节融合在一块,形成脑-咽下神经节-前胸神经节复合体,并通过长的神经连索与后部神经节相连,从外观上看似由2个大的神经节构成,这种神经节愈合形式尚未在昆虫中发现过。前胸神经节与后部神经节分离,二者由长的神经连索连接起来。除前胸神经节由单独的神经原节构成外,其他3个神经节又由多个神经原节融合而成。脑包括前脑、中脑和后脑3部分。咽下神经节包括上颚神经节、下颚神经节和下唇神经节。后部神经节包括中胸、后胸和腹部神经节3部分。【结论】明确了绿盲蝽中枢神经系统的神经节构成,发现了绿盲蝽中枢神经系统各神经节的高度融合特性。该项研究结果为研究绿盲蝽中枢神经系统的发育、重塑和系统演化奠定了形态学基础,为研究中枢神经元形态、分布以及其对昆虫生理和行为的功能调控机制提供了结构框架。

黄地老虎飞行能力研究

黄地老虎Agrotis segetum是一种重要的农业迁飞性害虫,研究飞行生物学对明确其迁飞机理有重要意义。本项研究利用昆虫飞行磨系统对黄地老虎的飞行能力进行了测定。对实验室种群飞行能力的测定结果表明:1日龄成虫的飞行能力最弱;3日龄飞行能力最强,其24 h平均飞行时间、平均飞行距离和平均飞行速率分别达到12.16±0.74 h、48.94±3.40 km和3.76±0.12 km/h。雌蛾与雄蛾间的各项飞行参数均无显著差异,但处女成虫平均飞行距离和平均飞行速率均显著高于已交配个体。对渤海湾野外迁飞种群飞行能力的测定显示,早季节北迁个体和晚季节回迁个体的平均飞行时间和平均飞行距离无显著差异,但皆显著低于实验室种群。黄地老虎具有较强的飞行能力,日龄和交配是影响其飞行能力的关键因素。

粘虫下唇须陷窝器及其感器的形态、类型与分布

【目的】明确我国重要农业害虫粘虫Mythimna separata Walker下唇须和陷窝器形态结构以及陷窝器内部感器的形态、类型与分布。【方法】利用光学显微镜观察粘虫成虫下唇须及陷窝器形态结构,利用扫描电子显微镜观察陷窝器内部的感器。【结果】结果表明,粘虫成虫下唇须似管状,具3节,各节形态和长度不同,其中第2节最长。粘虫下唇须长度雌雄异形,雌性的下唇须长度为2 463.50±143.65μm,显著短于雄性的(2 566.11±70.28μm)(t=2.722,df=34,P=0.012)。陷窝器凹坑深约280μm,开口处直径约50μm,内部直径约32μm,雌雄间无显著差异。陷窝器内部的感器主要包括毛形感器和棒状感器2种类型。毛形感器位于陷窝器凹坑的上半部分,而棒状感器分布在陷窝器凹坑的下半部分。雌性毛形感器长为18.20±0.84μm,显著短于雄性的21.24±0.34μm(t=3.335,df=30,P=0.003)。而雌性的棒状感器长为14.69±0.48μm,显著长于雄性的12.31±0.49μm(t=3.452,df=21,P=0.002)。【结论】粘虫下唇须陷窝器感器分属2大类型,分布于陷窝器内不同的区域,其长度具有性别差异性。本文报道的这些形态学观察结果为进一步研究粘虫下唇须陷窝器感器生理和功能奠定了基础。

应用3D打印技术辅助识别昆虫脑解剖结构

【目的】明确烟芽夜蛾Heliothis virescens雄成虫脑的结构,构建和打印脑的三维模型,并将该技术扩展应用到黑腹果蝇Drosophila melanogaster、西方蜜蜂Apis mellifera和沙漠蝗Schistocerca gregaria上,制作这些模式昆虫脑的3D打印模型。【方法】首先采用突触蛋白抗体免疫组织化学染色标记的方法研究烟芽夜蛾雄成虫脑的结构,利用激光扫描共聚焦显微镜获取脑解剖结构图像,利用图形分析软件创建三维脑模型,并利用3D打印技术进行三维图像打印。【结果】鉴定出烟芽夜蛾雄成虫脑及颚神经节、触角叶、视叶、前视结节、中央体和蕈形体等主要神经髓结构,并构建了三维数字化模型。首次成功应用3D打印技术打印了烟芽夜蛾雄成虫脑的三维数字化模型,获得实体模型。并将该技术进一步应用到黑腹果蝇、西方蜜蜂和沙漠蝗,获得了这些昆虫的脑实体模型。基于脑模型,对这些昆虫的味觉中枢、嗅觉中枢、视觉中枢和学习及记忆中枢等神经髓结构做了系统比较。【结论】3D打印模型为脑解剖结构的观察提供了新形式,并提供了便利工具。3D打印所得脑实体模型大小适中,可以放在手中,任意旋转,从不同角度观察昆虫脑不规则结构的形态、位置和空间关系,也便于比较不同昆虫脑结构异同,加深对昆虫脑结构和功能及其演化的认识。

茶尺蠖幼虫脑的解剖结构

【目的】明确茶尺蠖Ectropis obliqua Prout 5龄幼虫脑解剖结构,并分析和构建幼虫脑以及脑内部各神经髓结构的三维结构模型。【方法】采用免疫组织化学方法,利用突触蛋白抗体,染色标记脑内神经突触,定位突触联系密集分布的区域,获得脑内部神经髓的结构。利用激光共聚焦显微镜获取脑扫描图像,然后利用三维图像分析软件AMIRA进行图像分析,构建脑的三维结构模型,并计算脑以及脑内各神经髓结构的体积。【结果】突触蛋白抗体染色显示,茶尺蠖5龄幼虫脑内具有很多神经突触联系密集分布的区域,这些不同区域即为脑的不同神经髓结构。茶尺蠖幼虫脑主要包括前脑、中脑和后脑3个组成部分。其中前脑最大,包括成对的视叶、蕈形体、前脑桥和侧副叶以及不成对的中央体。视叶位于前脑的两侧后端。蕈形体位于脑半球正中间位置。侧副叶在中央体的下前方两侧。中央体在脑的正中心。前脑桥在中央体的上方后侧。除这些形态结构明显的神经髓区域外,前脑还包括大量内部边界不明显的神经髓区域,位于前脑左右两侧以及背侧和腹侧,这些区域被总称为中间脑,占整个脑神经髓的66%。触角叶为中脑的主要组成部分,在脑的下部最前端,为一对球状结构。后脑在脑的腹侧和触角叶下方,即围咽神经索进入脑的入口处。【结论】构建了茶尺蠖5龄幼虫脑以及各神经髓结构三维模型,分析了脑内各个神经髓之间的空间位置关系,明确了各神经髓的体积。茶尺蠖幼虫脑体积小而且结构简单的特征与其幼期视觉、嗅觉等感觉器官不发达、活动能力弱、行为简单的生物学习性相对应。

5-羟色胺在粘虫视叶中的分布

【目的】解剖分析粘虫Mythimna separata成虫视叶的结构,研究5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)在视叶中的分布。【方法】采用组织包埋切片技术和免疫组织化学方法,使用突触蛋白抗体标记粘虫成虫视叶内神经髓结构,用抗5-HT血清标记5-HT;利用激光共聚焦扫描显微镜照相获取数码图像,利用图形分析软件识别神经髓结构及进行细胞体群分组与计数。【结果】粘虫成虫的视叶由视神经节层、视髓、副视髓、视小叶和视小叶板5个神经髓结构组成。免疫染色显示粘虫视叶内具有5-HT,每个视叶内约具有40个5-HT免疫标记的细胞体,这些细胞体分为3个细胞体群,位于视髓前方或腹面的内侧。视叶内所有的神经髓结构均含有5-HT免疫标记神经纤维。视神经节层的5-HT免疫标记神经纤维来自视叶的切向神经元,视髓的5-HT免疫标记神经纤维主要来自视叶的切向神经元、远心神经元和无长突神经元。视髓呈明显分层现象,主要分为3层,其中中间一层5-HT免疫标记神经纤维较密集。副视髓存在少量的5-HT免疫标记神经纤维。视小叶和视小叶板中的5-HT免疫标记神经纤维来自远心神经元,分为明显的2层,其中有少量神经纤维投射至视髓,将视小叶、视小叶板和视髓连接起来。【结论】粘虫视叶中广泛分布着5-HT免疫标记神经纤维。该研究结果为进一步研究5-HT在视觉机制中的作用奠定一定的解剖学基础。