野桑蚕中肠组织cDNA文库的构建及丝氨酸蛋白酶基因片段的克隆与序列分析

[目的]构建野桑蚕中肠组织cDNA文库并分离其丝氨酸蛋白酶基因。[方法]利用TaKaRa公司生产的cDNA Library Construction Kit构建了野桑蚕中肠组织的cDNA文库,并采用测序法克隆分析丝氨酸蛋白酶基因cDNA。[结果]经鉴定,文库的滴度达6.2×105pfu/ml,文库插入片段的平均大小为1.2 kb左右。从文库的测序结果中获得了野桑蚕丝氨酸蛋白酶基因片段(登录号:EU672968),序列分析结果显示:该基因片段由854个核苷酸组成,编码284个氨基酸残基。通过对该基因片段编码的氨基酸和其他10种昆虫的丝氨酸蛋白酶基因编码的氨基酸的同源性分析,发现该氨基酸序列与其他丝氨酸蛋白酶具有一定的同源性。[结论]该基因的发现对于研究家蚕和野桑蚕对外来入侵物的抗性具有重要意义。

棉铃虫幼虫取食Vip3Aa蛋白后的中肠组织病理变化

为了进一步明确Vip3Aa的作用机制,利用透射电镜观察了棉铃虫4龄幼虫取食含Vip3Aa蛋白饲料后中肠杯状细胞的病理变化,并比较了其病变与取食含Cry1Ac饲料后棉铃虫组织病变的差异。取食含Vip3Aa饲料后,棉铃虫幼虫的中肠杯状细胞逐渐发生病变,主要表现为:微绒毛肿胀、脱落;细胞核核膜界限不清晰,染色质分布不均匀;线粒体变形、数量减少,内脊不清晰;内质网杂乱不规则、数量减少。与取食Cry1Ac的棉铃虫相比,取食Vip3Aa的棉铃虫中肠杯状细胞发生病变较为缓慢,在取食12h后才发现明显病变,随着取食时间的增加病变越来越明显;而取食Cry1Ac的棉铃虫2h后中肠杯状细胞就出现明显病变。本研究可为Vip3Aa作为新毒素策略的重要蛋白在棉铃虫Helicoverpa armigera综合防治中更好地发挥作用提供理论依据。

家蚕中肠组织在变态发育不同时期的蛋白表达差异分析

分析了家蚕在变态期不同发育时段中肠组织蛋白表达差异的信息。SDS-PAGE电泳分析显示,从家蚕吐丝前1 d到化蛹72 h的中肠蛋白分离到相对明显的16条泳带,其中分子量约为30、45、70 kD的蛋白组分含量较大,且比较稳定,分子量约为50、60、62 kD的蛋白组分在不同时期存在着显著的表达差异。进而通过聚丙烯酰胺双向凝胶电泳分析,发现家蚕中肠组织蛋白的表达种类和差异蛋白数目的变化在化蛹1～3 d非常明显:蛋白表达种类的变化呈现2个高峰,分别为化蛹0 h和化蛹41 h;差异蛋白数目的变化呈现3个波峰,分别在吐丝98 h至化蛹0 h、化蛹30～41 h和化蛹41～58 h。在化蛹1～3 d,这种显著峰值变化的时期刚好与家蚕中肠组织发生旧肠壁细胞退化死亡和新生肠壁细胞分化增殖的盛期相吻合,从一个侧面反映了家蚕中肠组织在变态期活跃的发育进程。

棉铃虫取食转Bt基因棉花后中肠组织的病理变化

利用透射电镜观察棉铃虫 (H elicoverpaarmigera Hübner)取食含转 Bt基因棉的饲料后中肠组织的病理变化。结果发现 ,棉铃虫 3龄幼虫取食含转 Bt基因棉的饲料后中肠组织发生病变 ,随着取食时间的增加 ,变化越来越明显 ,取食 7d后 ,微绒毛脱落 ,质膜界限不清晰 ,线粒体和内质网减少 ,线粒体内嵴不清晰 ;棉铃虫对转 Bt基因棉产生抗性后 ,抗性种群棉铃虫取食含转 Bt基因棉的饲料 ,中肠仍会发生一系列组织病理变化 ,但病变程度减弱。同时 ,与分别取食含 Bt杀虫剂。

苍耳甾醇物质对菜青虫取食、血淋巴和中肠酶活性及中肠组织的影响

甾醇是植物体内的重要次生物质,具有多种生物活性。为探明植物甾醇类物质对害虫的作用机理,采用叶碟饲喂法进行取食处理后研究了苍耳Xanthium sibiricum中分离纯化的甾醇类组分(甾醇A和甾醇B)对4龄菜青虫Pieris rapae的取食、酶活性以及中肠组织的影响。结果表明:苍耳甾醇类组分甾醇A和甾醇B能明显抑制菜青虫的取食,拒食中浓度AFC50分别为0.0229和0.0147mg/mL;同时,显著降低菜青虫中肠蛋白酶、淀粉酶和羧酸酯酶活性,其中,甾醇B的作用效果较强,处理后24h和36h,对蛋白酶活性抑制率分别为23.74%和58.59%,对中肠羧酸酯酶的活性抑制率分别为49.01%和83.03%;降低血淋巴蛋白质含量,诱导菜青虫血淋巴羧酸酯酶活性的提高;破坏昆虫中肠上皮组织,微杆模糊不清呈消融状,杯状细胞的杯腔基部微绒毛消失。这些结果说明苍耳甾醇类物质对菜青虫的取食抑制可能与对中肠消化酶活性的抑制以及对中肠上皮组织的破坏有关,植物甾醇组分的不同配比影响其对昆虫的作用效果。

丁布对亚洲玉米螟幼虫中肠组织的影响效果

丁布对亚洲玉米螟幼虫中肠组织的影响效果阎凤鸣，许祟任，李松岗，林昌善（北京大学生命科学学院北京１００８７１）环氧肪酸是禾本科植物的一类重要次生代谢产物，丁布（ＤＩＭＢＯＡ）ＩＺ，４一二羟基一７一甲氧基一（ＺＨ）－ｌ，４一苯咏嗯埃一３－（４Ｈ）一酮Ｉ是...

家蚕对浓核病毒(镇江株)抵抗性和感受性品种的中肠组织蛋白比较分析

为了探明家蚕对浓核病毒(镇江株)抵抗性和感受性品种间在分子机制上的差异,通过蛋白质双向电泳(2-DE)和基质辅助质量飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS)对两个不同抗性家蚕品种的中肠组织蛋白进行了比较分析。2-DE电泳结果表明,两个品种间的中肠组织蛋白斑点数及位置、形态等差异很小,进一步比较获得了9个差异蛋白斑点,其中感受性蚕品种JS有6个,抵抗性蚕品种NIL有3个。经MALDI-TOF MS鉴定结果显示,感受性品种JS有4个差异蛋白斑点可能分别为氢离子转运ATP合酶β亚基1、氢离子转运ATP合酶β亚基2、组织蛋白酶D或3-羟酰辅酶A脱氢酶;抵抗性品种NIL中有2个差异蛋白点可能是组织蛋白酶。

取食Cry2Ab蛋白后棉铃虫幼虫中肠组织的病理变化

为了明确Cry2Ab杀虫蛋白的作用机制,利用透射电镜观察了棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)3龄末幼虫取食含Cry2Ab蛋白(8μg/g)饲料后中肠的组织病理变化,并与分别取食含Cry1Ac蛋白(0.97μg/g)饲料和正常饲料的棉铃虫进行了比较。结果表明:棉铃虫取食Cry2Ab蛋白后中肠细胞及其细胞器均发生了明显的病变,主要表现为:中肠杯状细胞的杯腔肿胀或拉长,部分柱状细胞被杯状细胞挤压出来,微绒毛脱落,细胞核皱缩,质膜和核膜不清晰,染色质凝聚,线粒体拉伸变形,内质网肿胀断裂;并且随着取食时间的延长病变越来越明显。与取食Cry1Ac蛋白的棉铃虫相比,Cry2Ab引起棉铃虫中肠组织发生病变的速度较慢。本研究可为Cry2Ab作为转基因棉花的重要杀虫蛋白在将来更好地发挥作用提供理论依据。

家蚕氨肽酶N家族基因在5龄幼虫中肠组织的表达分析

氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一种偏好水解蛋白质或寡肽N端中性氨基酸的酶,在鳞翅目昆虫中主要分布于中肠上皮细胞的刷状缘囊膜上,是苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)伴孢晶体(Cry)毒素的重要受体蛋白。为了研究家蚕APN家族基因的表达特征,运用Real-time PCR技术检测分析该家族基因在不同家蚕品种幼虫中肠组织的表达差异以及同一家蚕品种幼虫中肠组织中该家族基因各个成员的表达丰度。在所有供试家蚕品种的幼虫中肠组织均可检测到APN家族基因的表达,但不同化性家蚕品种间APN基因的表达水平存在显著差异(P<0.05),而相同化性品种间的差异较小(P>0.05);在同一家蚕品种幼虫中肠组织中,APN2、APN4、APN5基因的表达量较高,而APN1及APN3基因的表达量较低。研究结果有助于进一步研究家蚕APN家族基因的作用机制,并为家蚕抗Bt品种的选育提供理论依据。

亚洲玉米螟和黏虫幼虫取食Cry1F蛋白后的中肠组织病理变化

为了明确Cry1F杀虫蛋白对亚洲玉米螟和黏虫两种重要玉米害虫的作用机制,本文通过透射电镜观察了亚洲玉米螟和黏虫4龄幼虫取食含Cry1F蛋白人工饲料后的中肠组织病理变化,并与其取食含Cry1Ab蛋白人工饲料后的组织病理变化进行了比较。亚洲玉米螟和黏虫4龄幼虫取食Cry1F蛋白48 h后中肠杯状细胞发生了明显的病变,主要表现为:细胞微绒毛肿胀、脱落;细胞核变形,质膜和核膜界限不清晰;染色质发生固缩、贴近核膜;线粒体拉伸变形数量减少,严重的发生空泡化;内质网肿胀与断裂、数量减少,与取食含Cry1Ab蛋白人工饲料相比,玉米螟和黏虫中肠组织发生的病变程度相似。本研究可为Cry1F作为转基因玉米重要的杀虫蛋白在未来亚洲玉米螟和黏虫防治中更好地发挥作用提供理论依据。

花生蛴螬中肠组织cDNA文库的构建

利用Qiagen试剂盒提取花生害虫华北大黑鳃金龟幼虫蛴螬中肠总RNA,并纯化mRNA,然后按照Stratagene试剂盒合成双链cDNA,经过凝胶柱层析,收集符合要求的cDNA片段,加工后与Uni-ZAP XR Vector连接,经Gigapack Ⅲ Gold体外包装,即获得蛴螬的cDNA文库,未扩增文库滴度1.95×106pfu/mL,重组率为99.7%,扩增后文库滴度达1.34×109pfu/mL,插入cDNA片段的长度平均为1.34kb,表明成功构建了高质量的蛴螬中肠cDNA文库。

罗尔斯通氏菌菌株H16新毒素蛋白Reu对菜青虫中肠组织病理学研究

在从罗尔斯通氏菌菌株H16内分离纯化出具有胃毒活性的毒素蛋白Reu的基础上,将毒素Reu饲喂菜青虫幼虫,通过观察菜青虫中肠组织的变化研究毒素Reu的杀虫机理。经毒素Reu处理的菜青虫幼虫,中肠组织的病理变化类似于发光杆菌Tca毒素和苏云金芽孢杆菌δ-内毒素。菜青虫4龄幼虫口服毒素Reu 16 h后,中肠组织开始发生变化,围食膜前端破碎,中肠柱状细胞伸长;32 h后整个围食膜被破坏消失,中肠组织病变加重,肠壁细胞排列疏松混乱。

龙角蚕中肠组织cDNA文库的构建

用建立非表达文库的方法 ,从龙角性状家蚕中肠组织的mRNA合成cDNA片段 ,重组入噬菌体λgt10的EcoRI的位点之间 ,所构成的基因非表达文库库容量为 1.3× 10 6,经大肠杆菌C60 0与C60 0hlf菌株平皿测定 ,重组率为 70 %。

坡柳皂苷对大菜粉蝶中肠组织的影响

通过透射电镜观察了大菜粉蝶4龄幼虫取食含坡柳皂苷叶碟后的中肠组织病理变化(24 h、48 h)。结果表明:1 mg/mL坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫的肠壁细胞及其中的细胞器产生了影响;在1 mg/mL坡柳皂苷的作用下,大菜粉蝶幼虫围食膜和微绒毛消失,肠细胞与底膜分离,腔内出现大量空泡,溶酶体活动剧增,细胞器及细胞体出现自溶,光面内质网极度膨大。大菜粉蝶5龄幼虫取食坡柳皂苷24和48 h后中肠组织发生了明显的病变,揭示了坡柳皂苷对菜青虫幼虫致毒作用的毒理机制。该研究为坡柳皂苷作为新型植物源农药在欧洲菜粉蝶防治中更好地发挥作用提供了理论依据。

取食Cry3Aa蛋白后黄曲条跳甲成虫中肠组织的病理变化

为明确Cry3Aa蛋白对黄曲条跳甲成虫的致死效果及作用机理,采用浸叶法测定了黄曲条跳甲成虫取食Cry3Aa蛋白后的死亡情况,并利用透射电镜观察了Cry3Aa蛋白处理后成虫中肠组织的病理学变化。结果显示,取食浓度为2 mg/mL的Cry3Aa蛋白6 d和12 d后黄曲条跳甲成虫的死亡率分别为33.33%和77.78%;透射电镜观察发现,蛋白处理后成虫中肠发生了明显的病理变化,并且随着时间的延长,病理变化更加明显,主要表现为:柱状细胞变形、细胞间隙增大、微绒毛缩短并肿胀、线粒体变形、内质网肿胀。本研究表明黄曲条跳甲成虫中肠是Cry3Aa蛋白的重要作用部位,研究结果为揭示Cry3Aa蛋白对黄曲条跳甲成虫的作用机理奠定了基础。

斜纹夜蛾取食Cry1Ca蛋白后中肠组织病理变化

Cry1Ca对斜纹夜蛾、甜菜夜蛾等多种鳞翅目害虫具有很高的杀虫活性,它在转多种Bt蛋白基因策略中,可用于扩大杀虫谱,并可用于当前Bt蛋白的抗性治理,是极具潜力蛋白之一。为明确Cry1Ca对斜纹夜蛾的作用机制,我们利用透射电镜观察了幼虫取食Cry1Ca后中肠组织的病理变化。结果表明斜纹夜蛾取食含Cry1Ca蛋白的饲料2 h后中肠组织开始表现明显的病理变化,且随取食时间的增加病变越来越严重。具体表现为:中肠细胞微绒毛肿胀、扭曲、断裂和脱落;细胞核拉长或畸形、核膜模糊、染色质不均匀或聚集;线粒体变形、空泡化和内脊模糊不清;内质网杂乱无章、肿胀变形和数量变少。研究结果可为更好地利用Cry1Ca防治斜纹夜蛾提供理论依据。

不同越冬饲料对蜜蜂中肠消化酶活性、组织发育状态以及抗氧化酶基因表达的影响

本试验旨在研究不同越冬饲料对蜜蜂中肠消化酶活性、组织发育状态以及抗氧化酶基因表达的影响,以便为广大蜂农选择越冬饲料提供参考。在2015年10月底选取群势相当的本地意大利蜜蜂(Apis mellifera L.)越冬蜂群(群内无储备越冬饲料脾)9群(5框蜂/群),随机分为3个试验组(3群/组),从11月2号开始分别以蜂蜜(蜂蜜组)、果葡糖浆(果葡糖浆组)和白砂糖水(白砂糖∶水=2∶1,蔗糖组)为越冬饲料进行饲喂,饲喂至11月下旬蜂群进入越冬期。整个试验期为2015年10月底至2016年3月初。分别于越冬前(11月初)、越冬中期(1月初)和越冬后(3月初)采集蜜蜂中肠,测定中肠消化酶(淀粉酶、蔗糖酶和蛋白酶)活性,在越冬中期采集蜜蜂中肠用于中肠组织发育状态和抗氧化酶基因[超氧化物歧化酶1(Sod1)、超氧化物歧化酶2(Sod2)和过氧化氢酶(CAT)]相对表达量等指标的检测。结果表明:在越冬中期,果葡糖浆组和蜂蜜组的蜜蜂中肠内淀粉酶活性显著高于蔗糖组(P<0.05)。在越冬中期和越冬后,饲喂不同越冬饲料的蜜蜂中肠内蔗糖酶活性差异不显著(P>0.05)。在越冬中期,果葡糖浆组的蜜蜂中肠内蛋白酶活性显著高于蔗糖组和蜂蜜组(P<0.05)。蜂蜜组和蔗糖组的蜜蜂中肠肠壁厚度极显著大于果葡糖浆组(P<0.01),且蜂蜜组和蔗糖组的蜜蜂中肠隐窝深度也极显著大于果葡糖浆组(P<0.01)。在越冬中期,蔗糖组的蜜蜂中肠Sod1基因的相对表达量显著高于蜂蜜组和果葡糖浆组(P<0.05)。由此得出,蜂蜜能够提高越冬蜂中肠消化酶活性,蜂蜜和白砂糖有利于越冬蜂中肠组织的发育,而且白砂糖能够提高越冬蜂中肠抗氧化酶基因的表达。因此,蜂蜜和白砂糖比果葡糖浆更适合作为蜜蜂的越冬饲料。

SWATH定量蛋白质组学揭示光酶诱导桑叶及桑辛素N对家蚕中肠组织的影响

桑是一种重要的药用植物,桑叶是家蚕的主要食物来源.前期研究表明,桑叶经光酶诱导后次生代谢产物的含量发生变化,其中桑辛素N的含量显著增加.为了研究饲喂不同桑叶对家蚕生长发育的影响,本文应用了SWATH定量蛋白质组学技术对饲喂新鲜桑叶(FM)、饲喂光酶诱导桑叶(UVM)及饲喂涂布桑辛素N(NM)的桑叶家蚕中肠组织进行蛋白质表达谱的差异分析.结果表明,与FM组相比,在UVM组中共鉴定到90个差异蛋白,而在NM组中共鉴定到182个差异蛋白.其中与能量代谢相关蛋白液泡ATP合酶上调表达17倍,与家蚕抗病性相关的蛋白如ABC转运蛋白、PDCD6IP、核糖体蛋白等均有不同程度上调表达.GO注释和KEGG pathway分析结果表明,饲喂诱导桑叶或涂布桑辛素N的桑叶会影响家蚕氨基酸代谢和丙酸代谢.因此,光酶诱导桑叶及桑辛素N有可能发展成为一种潜在的药物用于提高家蚕的免疫力.

中华硬蜱叮咬不同免疫力新西兰兔后中肠上皮组织的形态动态变化

通过光镜和电镜观察了中华硬蜱Ixodessinensis叮咬初次和再次感染宿主新西兰兔后不同时间 (叮咬后 2 4h、4 8h、72h以及第 5天、第 8天 )中肠上皮组织的形态学动态变化。结果显示 :中华硬蜱叮咬前中肠上皮主要由替代细胞和少量体积较大的消化细胞构成 ;替代细胞数量多、体积小、呈圆形、胞质染色浅。中华硬蜱叮咬初次感染宿主后 ,消化细胞随叮咬时间延长而增多增大 ,微绒毛较密集 ,排列整齐 ,胞质内细胞器丰富 ,各单位膜结构清晰 ,并出现顶端小管、小泡、大量脂滴和高铁血红素颗粒 ;近基膜的细胞膜内褶形成发达的基底迷路系统。中华硬蜱叮咬再次感染宿主后 ,中肠可发生一系列明显的病理变化 ,中肠基膜出现变薄、松散和断裂现象 ,消化细胞破裂、空泡化 ,消化细胞数量减少 ;消化细胞微绒毛减少、变短、排列不整 ,线粒体肿大 ,体嵴减少、变短甚至髓样变 ,粗面内质网扩张 ,脂粒及高铁血红素颗粒减少 ,细胞膜吞饮、吞噬现象减弱 ,消化细胞内结构紊乱和破坏。该研究结果提示初次叮咬导致了宿主的免疫抗性 。

机敏异漏斗蛛取食Vip3Aa蛋白后中肠组织的病理变化

机敏异漏斗蛛Allagelena difficilis在我国分布广泛,是农业生态系统中重要的捕食性天敌。Vip3Aa蛋白对多种鳞翅目害虫具有良好的毒杀效果,并且它与很多种类的Cry杀虫蛋白不存在交互抗性,所以Vip3Aa蛋白在转基因作物中有广阔的应用前景。机敏异漏斗蛛可能通过花粉漂移或者食物链传递的方式获得这种杀虫蛋白,研究机敏异漏斗蛛取食Vip3Aa蛋白后中肠组织的病理变化,有助于揭示Vip3Aa蛋白对蜘蛛类捕食性天敌的安全性。用不含有Vip3Aa蛋白的蔗糖溶液和含有Vip3Aa蛋白的蔗糖溶液分别饲喂机敏异漏斗蛛的幼蛛,饲喂72h后,用组织切片的方法研究机敏异漏斗蛛中肠组织的病理变化。采用ELISA检测方法对取食了含有Vip3Aa蛋白的蔗糖溶液的机敏异漏斗蛛进行定性检测。组织切片的结果显示,机敏异漏斗蛛的幼蛛在取食了含有Vip3Aa蛋白的蔗糖溶液72h后,中肠细胞与底膜连接紧密,中肠细胞形态完整,且排列整齐紧密,细胞核饱满,核膜清晰完整。与对照组相比,取食了含有Vip3Aa蛋白的蔗糖溶液的机敏异漏斗蛛的中肠组织没有发生明显的病理变化。用ELISA检测方法在取食了含有Vip3Aa蛋白的蔗糖溶液的机敏异漏斗蛛的体内检测到了Vip3Aa蛋白,表明机敏异漏斗蛛摄入了Vip3Aa蛋白。研究结果表明,Vip3Aa蛋白对机敏异漏斗蛛的中肠组织没有影响。