松瘤小蠹线粒体基因组测序及分析

松瘤小蠹广泛分布于欧亚大陆多国以及我国危害松科植物,但尚缺乏其分子鉴定和种群遗传结构方面的研究。鉴于此,本研究基于高通量测序技术测定了该害虫的线粒体基因组序列,使用GetOrganelle软件组装得到了其完整线粒体基因组。结果表明:松瘤小蠹的线粒体基因组长17451 bp,包含13个蛋白编码基因,22个tRNA和2个r RNA,A、T、C、G所占的比例分别为37.4%、33.45%、18.40%和10.75%。基于松瘤小蠹以及其他象甲科物种线粒体基因组序列构建系统发育树分析发现,松瘤小蠹与边瘤小蠹的亲缘关系较近,处于同一分支上,与传统的形态学分类相一致。该研究结果为今后筛选线粒体分子标记来开展松瘤小蠹分子鉴定和种群遗传结构研究奠定了基础。

基于转录组的赤斑白条天牛嗅觉相关基因分析

【目的】鉴定赤斑白条天牛(Batocera rufomaculata)嗅觉相关基因,筛选其中的差异表达基因(DEGs),为探明赤斑白条天牛嗅觉机制和基于嗅觉识别的天牛生物防治新途径研究提供理论支撑。【方法】采用Illumina NovaSeq6000测序平台对赤斑白条天牛触角、跗节和残体进行转录组测序,利用测序数据组装、注释、数据库序列检索、序列比对及差异基因分析等生物信息学分析方法挖掘嗅觉相关基因。【结果】转录组测序共获得137405条Unigenes,平均长度774 bp,N50为1462 bp,GC含量42.93%。通过同源比对共鉴定出289个嗅觉基因,包括45个OBPs、22个CSPs、50个ORs、20个IRs、26个GRs、7个SNMPs、8个CXEs、82个CYPs、19个AOXs和10个GSTs基因。通过比较所有样本的转录组,共筛选到8861个DEGs,其中2713个上调表达、6148个下调表达。基因功能注释和信号通路富集分析结果表明,有3613个DEGs注释到GO功能的生物学过程、细胞组分和分子功能,其中以生物学过程的占比最高,为34.87%;有4002个DEGs注释到KEGG数据库,参与96条通路。进一步对嗅觉基因进行分析发现,有114个嗅觉基因表达差异显著,其中79个上调表达、35个下调表达;OBP22、OBP29、CSP10、CSP15、SNMP1、OR41、CXE2和CYP10基因在触角中的表达量均高于其他组织,CSP10和CSP15基因在雌虫中偏好表达,CYP34基因在雄性中偏好表达,且在跗节中高表达。【结论】筛选到赤斑白条天牛OBPs、CSPs、ORs、IRs、GRs、SNMPs、CXEs、CYPs、AOXs和GSTs等嗅觉相关基因。推测触角中高表达的OBPs和CSPs基因对赤斑白条天牛雌雄虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用,在雌虫中偏好表达的CSPs基因可能在雌虫寻找产卵场所过程中发挥重要作用。

赤斑白条天牛触角感器扫描电镜观察(鞘翅目:天牛科)

赤斑白条天牛Batocera rufomaculata在辣木上蛀干为害,严重影响辣木产业。探明感器类型及分布,可为电生理学研究提供依据。本文利用扫描电镜对赤斑白条天牛触角进行扫描。结果表明,触角上分布着9类感器,分别为刺形感器、锥形感器、毛形感器、耳形感器、板形感器、芽形感器、指形感器、凹槽钉形感器和B9hm氏鬃毛;感器分布以鞭节为主;感器类型和分布存在性二型现象;触角端部分布的感器比基部密集,在感受外界刺激时触角端部可能发挥主要作用。

管氏肿腿蜂寄生和注射其毒液对黄粉虫过氧化氢酶基因表达的影响

为了探究管氏肿腿蜂Scleroderma guani寄生和注射其毒液对寄主黄粉虫Tenebrio molitor蛹中过氧化氢酶表达的影响,采用RT-PCR克隆黄粉虫过氧化氢酶基因,利用生物信息学软件分析基因序列结构特性,采用实时荧光定量PCR技术分析该基因的表达特征,使用试剂盒测定过氧化氢酶活性。克隆获得的黄粉虫过氧化氢酶基因编码阅读框序列长1 620 bp,编码539个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列中含有催化氨基酸位点(His-71、Asn-183和Tyr-393)以及过氧化氢酶家族的3个保守基序:近端活性位点序列(FDRERIPERVVHAKGXG)、NADPH结合位点(XXHQXXXXFXD)和血红素配体结合位点(RXFXYXDXH)。被管氏肿腿蜂寄生和注射其毒液后,黄粉虫蛹中的过氧化氢酶基因的表达量显著上调,其血淋巴和脂肪体中的过氧化氢酶活性显著升高。研究结果表明,管氏肿腿蜂毒液能调控黄粉虫过氧化氢酶基因的表达。

蠋蝽丝氨酸蛋白酶抑制剂基因鉴定及其表达特征分析

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serine protease inhibitor,SPI)是调控昆虫生长发育和免疫的关键因子,本文从蠋蝽Arma custos基因组中鉴定出12个SPI基因(AcusSPI1-12),并对其序列特征进行分析,采用逆转录-聚合酶链反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术分析了SPI基因在成虫不同组织中的表达特征。结果表明,鉴定出的SPI基因可根据其作用机制分为serpin类和经典类(canonical SPI)。多序列比对结果表明,serpin类AcusSPI2-3与其它昆虫已知抑制性serpin铰链区的氨基酸残基是保守的,经典类AcusSPI7和AcusSPI8具有多个抑制结构域,AcusSPI12只具有单个抑制结构域,但它们都具有保守的半胱氨酸残基。RT-PCR结果显示,AcusSPI4、AcusSPI7和AcusSPI9基因在蠋蝽毒液器官中高表达,且在主腺前叶、主腺后叶和副腺中的表达存在差异。AcusSPI6和AcusSPI10基因在脂肪体中高表达。AcusSPI3在副腺、肠道和脂肪体中具有较高的表达量,AcusSPI10则在主腺后叶和脂肪体中高表达。研究结果,不仅表明蠋蝽部分SPI可作为毒液成分参与调控猎物免疫反应,而且为后期揭示它们的生理功能奠定了基础。

滇朴和旱冬瓜叶片挥发物对云南切梢小蠹卵黄原蛋白及其受体基因转录的影响

通过荧光定量PCR分别检测它们在不同发育阶段(卵、幼虫、蛹及成虫)以及雌成虫不同组织(头、胸、翅、卵巢、腹部残体)中的表达量,并检测了它们于两种非寄主叶片挥发物处理不同时间后的表达量,分析非寄主滇朴和旱冬瓜叶片挥发物对云南切梢小蠹卵黄原蛋白基因(Vg)及其受体基因(VgR)表达量的影响。结果表明:Vg和VgR基因在蛹和成虫中的表达量高于其他各发育阶段,且在成虫中的表达量高于蛹中的。Vg基因在腹部残体的表达量最高,而VgR基因在卵巢中特异性表达。滇朴叶片挥发物处理20 d和40 d后,Vg基因的表达量显著降低,但处理60 d后该基因的表达量显著升高。旱冬瓜叶片挥发物20 d和40 d后,VgR基因的表达量显著减低,但处理60 d后该基因的表达量与对照相比不存在显著差异。综上所述,非寄主挥发物能通过调控云南切梢小蠹Vg和VgR基因的表达进而影响其产卵。

管氏肿腿蜂毒液过敏原3基因的克隆及表达分析

为研究管氏肿腿蜂Scleroderma guani毒液过敏原3基因SgA3的功能,通过RT-PCR克隆SgA3基因,采用荧光定量PCR分析其在不同发育阶段和组织中的表达特征,并利用载体pSUMO-Mut对其进行原核表达。克隆获得SgA3基因开放阅读框长699 bp,编码233个氨基酸,其中信号肽位于N端第1~23位氨基酸。多序列比对分析发现,SgA3与丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis、粉蝶盘绒茧蜂Cotesia glomerata、红火蚁Solenopsis invicta和常见黄胡蜂Vespula vulgaris过敏原3的氨基酸序列一致性分别为50.44%、50%、48.89%和47.83%。荧光定量PCR结果表明,SgA3基因在雌成虫中高表达,且在毒液器官中的表达量显著高于雌成虫其他组织和雄成虫中的表达量。利用pSUMO-Mut表达载体,成功表达并纯化得到高纯度的SgA3重组蛋白。该研究结果为进一步研究SgA3基因的功能奠定了基础。

捕食性蝽类唾液腺解剖方法——以叉角厉蝽为例

唾液腺的解剖是研究捕食性蝽类唾液成分及功能的关键。以叉角厉蝽Eocanthecona furcellata为例,报道了解剖获得其完整唾液腺的方法。该方法与其他解剖方法相比明显不同之处在于使用镊子固定虫体,更有利于唾液腺的解剖与收集。通过拍照观察,叉角厉蝽的唾液腺由主腺、副腺、肺门和导管组成。主腺可分为主腺前叶和主腺后叶,它们之间通过肺门相连。主腺肺门处着生有两根导管,其中一根导管与口器相连,而另一根导管与副腺连接。本文描述的解剖方法以及叉角厉蝽唾液腺形态结构可用于指导解剖获得其它捕食性蝽类的唾液腺,进而提取唾液开展成分鉴定和功能研究。

黄连生物碱降糖活性协同作用研究

目的比较黄连复合生物碱与单一生物碱的降糖作用。方法检测黄连复合生物碱及单一生物碱(小檗碱、药根碱、巴马汀碱、黄连碱)对人肝癌细胞HepG2的葡萄糖消耗量及对细胞存活率的影响;以四氧嘧啶获得高血糖小鼠模型,然后检测黄连生物碱对小鼠血糖值的影响。结果 0.2～5mg·mL-1的生物碱即对细胞表现出降糖活性,小檗碱在5mg.L-1时有显著细胞毒性。4种黄连生物碱单体中,小檗碱降糖活性较高,巴马汀降糖活性较差;复合生物碱具有比单一生物碱更好的降糖作用,且复合生物碱没有细胞毒性。结论黄连生物碱降糖活性存在协同作用,且安全性比单一生物碱更高。

基于转录组数据高通量发掘黄粉甲微卫星引物(英文)

黄粉虫Tenebrio molitor作为理想的模式研究生物,虽然已围绕该昆虫在多个研究领域开展了诸多研究,但是有关其分子和遗传方面的研究仍知之甚少。为此,本研究基于前期构建的黄粉甲转录组数据库,成功发掘获得1 249个微卫星序列。其中,单碱基或三碱基序重复列最多,分别占44.44%和41.15%;A/T型重复序列出现频率最高,占42.70%。除单核苷酸重复序列外,重复单元的重复次数以5次最多,占30.90%。基于鉴定获得的微卫星序列,共设计获得1 004对微卫星引物,而且每对引物还设计了5对替代引物。研究获得的微卫星引物将有助于今后开展黄粉甲功能和比较基因组学方面的研究。

印楝素与鱼藤酮及其复配混剂对斜纹夜蛾的毒效研究

用印楝素和鱼藤酮及其复配混剂对斜纹夜蛾3龄幼虫进行毒力测定。结果表明,印楝素和鱼藤酮单剂的毒力作用为一种剂量依赖关系;其复配混剂的触杀最佳配比为2∶6,此时印楝素和鱼藤酮浓度分别为200μg/mL和100μg/mL,共毒系数为423.15;其复配混剂的拒食最佳配比为3∶5,此时AFC50为1.2 mg/L,发育抑制率达90%以上只需35 mg/L。

生物技术在昆虫分类中的研究现状与展望

简述了近来分子生物技术在昆虫分类学方面的应用情况,如,酯酶同工酶电泳、核酸序列分析以及RFLP、RAPD等PCR技术,分子生物技术以其简便、快速的特点将极大利用于昆虫分类方面的研究。

蝶蛹金小蜂寄生对菜粉蝶血细胞骨架相关蛋白基因的转录调控

为揭示蝶蛹金小蜂Pteromalus puparum抑制寄主菜粉蝶Pieris rapae血细胞免疫反应的分子机制,克隆了菜粉蝶肌动蛋白、肌动蛋白解聚因子及微管蛋白cDNA,并研究了蝶蛹金小蜂寄生对其转录水平的影响。结果显示:菜粉蝶肌动蛋白cDNA ORF为1131bp,编码377aa,预测分子量为41.78kDa,pI为5.29,与其他昆虫肌动蛋白的相似性非常高,在90%以上。氨基酸组成特点和系统进化分析表明,克隆到的菜粉蝶肌动蛋白基因属细胞质型肌动蛋白。菜粉蝶肌动蛋白解聚因子cDNA全长为1243bp,ORF为447bp,编码149aa,预测分子量为16.97kDa,pI为7.11,与家蚕Bombyx mori、赤拟谷盗Tribolium castaneum、意大利蜜蜂Apis mellifera和桑粉介壳虫Maconellicoccus hirsutus肌动蛋白解聚因子的相似性分别为97%,87%,89%和72%。菜粉蝶微管蛋白cDNA全长为1757bp,ORF为1344bp,编码448aa,预测分子量为50.38kDa,pI为4.86,与家蚕β型微管蛋白1,2,3和4的相似性分别为97%,97%,87%和93%。系统进化分析表明,克隆到的菜粉蝶微管蛋白基因属β型微管蛋白。RT-PCR分析表明,蝶蛹金小蜂寄生能抑制肌动蛋白、肌动蛋白解聚因子及微管蛋白基因在菜粉蝶蛹血细胞中的转录水平。由此推断蝶蛹金小蜂调控寄主血细胞骨架相关蛋白基因的转录是该蜂抑制寄主血细胞免疫反应的分子机制之一。

丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白基因的克隆与序列分析

利用RACE技术,首次从丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis中克隆获得一个气味结合蛋白全长cDNA序列。该基因全长553bp,开放阅读框411bp,3′和5′端非编码序列分别为13bp和129bp。其推导的氨基酸序列编码136个氨基酸,推测编码蛋白质的分子量为15.4kDa,等电点为8.76。同源性比对分析发现,丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白基因与现已报道的其它昆虫气味结合蛋白基因在氨基酸水平上的相似性均低于30%,拥有6个保守半胱氨酸位点等气味结合蛋白所具有的典型特征。系统进化树分析表明,丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白与意大利蜜蜂Apismellifera气味结合蛋白2,3,4,5,6,7,8和12聚为同一族,与意大利蜜蜂气味结合蛋白5,6和8的进化程度最近。RT-PCR分析表明,丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白基因不仅在雌、雄成虫触角中高度表达,而且在头部和足中有微弱表达。

管氏肿腿蜂毒液器官超微结构观察

应用透射电镜技术,观察了管氏肿腿蜂Scleroderma guani毒液器官的超微结构。毒腺由基膜层、分泌细胞层、导管细胞层和内膜层构成,分泌细胞内含内质网、末端附器、分泌囊泡、分泌颗粒、液泡等细胞器,其内合成的毒液由末端附器输送至毒腺的腔体。毒囊由肌肉鞘层、上皮细胞层和内膜层组成,肌肉鞘内的肌纤丝规则排列不交错,上皮细胞层内细胞器稀少,内膜层呈波浪状均匀加厚。

印楝素对斜纹夜蛾生长发育的影响

通过叶片浸渍法、食料混药法和药液点滴法，研究了印楝素对斜纹夜蛾3龄幼虫生长发育的影响。结果表明，印楝素对斜纹夜蛾3龄幼虫的生长发育有显著的抑制作用，表现为处理浓度越高，体重增长倍数越低，死亡率越高。经浸渍法和食料混药法处理后，幼虫的存活历期为12～14d，各浓度的致死作用可达100％。用药液点滴法：地理后，印楝素的致死作用随时间的延长而增加，4d后最大死亡率为92．86％。

膜翅目昆虫杜氏腺形态结构、内分泌物与功能的研究进展

杜氏腺为膜翅目雌性昆虫生殖器官中的一外分泌腺体,外形呈囊腔状,内含丰富的油状分泌物。其内分泌物主要为饱和与不饱和烃类化合物,有着辅助产卵、释放信息素及作幼虫食物等多方面的功能。本文对杜氏腺的形态结构、内分泌物合成途径、化学组分及其生理和生态学功能进行了综述。

橘小实蝇生物学特性研究

通过对橘小实蝇Bactroceradorsalis(Hendel)在18℃、22℃、25℃、28℃、30℃下卵、幼虫、蛹的发育历期及室内条件下成虫羽化、取食、交配、产卵等生物学特性的研究,结果表明,橘小实蝇卵、幼虫、蛹的发育历期随温度的降低而延长,其发育最适温度为25～30℃。在25℃下,卵、幼虫、蛹的平均发育历期分别为1 5d、19 5d和12 5d;在28℃下,卵、幼虫、蛹的平均发育历期分别为1 3d、16d和9d。成虫具趋光性,羽化高峰为9∶00～10∶00,8∶00～10∶30和15∶00～18∶00为取食时间,多数成虫只交配1次,交尾高峰为19∶30～22∶30,产卵高峰为16∶00～18∶30,产卵开始后约20d达产卵高峰期,卵聚产。初孵幼虫具群聚性和负趋光性,幼虫成熟后具趋光性,跳跃能力极强。老熟幼虫经1～2d预蛹期后化蛹,湿度以60%～70%为宜。

细梢小卷蛾微卫星富集文库的构建与分析

目的:构建细梢小卷蛾Rhyacionia leptotubula微卫星富集文库。方法:提取细梢小卷蛾基因组DNA,经限制性内切酶RsaⅠ酶切,用(CT)10和(GT)10生物素探针与其杂交,利用磁珠富集含有微卫星的DNA序列,并对其进行PCR扩增,将扩增产物连接到pMD18-T载体后转入感受态大肠杆菌DH5α中,得到微卫星富集文库。结果:对100个克隆进行随机测序,获得98个微卫星序列。其中具有5次及以上碱基重复次数的微卫星克隆占26%,最高碱基重复次数为33次,非完美型占12%,说明构建的细梢小卷蛾微卫星富集文库是一个高质量的文库。结论:该文库的建立为后续筛选具高多态性的微卫星标记引物研究细梢小卷蛾的种群遗传结构、迁移扩散规律等奠定了基础。