真菌病毒Beauveria bassiana chrysovirus 2(BbCV2)外壳蛋白多克隆抗体制备及应用

球孢白僵菌Beauveriabassiana是一种在害虫生物防治中应用广泛的虫生真菌,真菌病毒能够影响球孢白僵菌的致病力和生物学性状,但真菌病毒相关蛋白的抗体制备和利用其进行病毒检测和定位鲜有报道。本研究原核表达了一株普遍流行并且造成寄主球孢白僵菌毒力下降的双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)病毒Beauveria bassiana chrysovirus 2(Bb CV2)的外壳蛋白(Coat protein,CP),并制备了多克隆抗体,进行了病毒在寄主球孢白僵菌胞内和胞外的检测,以及利用间接免疫荧光进行病毒在寄主内的定位。结果表明,表达的BbCV2-CP蛋白主要以包涵体的形式存在,相对分子质量约为85.7kD;经间接ELISA方法测定,制备的BbCV2-CP兔源多抗效价达到1:8192000;Westernblot结果显示,制备的BbCV2兔源多抗能与抗原蛋白进行特异性结合,且能检测出感染寄主球孢白僵菌的BbCV2;ELISA测定结果表明病毒BbCV2可在寄主真菌体内复制,并能够游离到寄主体外;经间接免疫荧光观察,发现BbCV2病毒定位于真菌细胞核中。本研究建立了球孢白僵菌真菌病毒的血清学检测体系,为球孢白僵菌-真菌病毒互作机制研究提供材料。

球孢白僵菌病毒BbCV2的流行及其遗传多样性

球孢白僵菌Beauveria bassian是一种重要的虫生真菌,广泛用于害虫生物防治,毒力退化一直是制约其应用的重要因素。真菌病毒能够影响寄主真菌毒力。为明确一株能够降低寄主毒力的产黄青霉科病毒Beauveria bassiana chrysovirus2(BbCV2)真菌病毒在田间球孢白僵菌种群中流行性规律,本试验收集了来源于吉林省7个不同地点采集的寄主为亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的球孢白僵菌菌株,通过dsRNA提取和PCR验证BbCV2的感染情况,并进行遗传多样性分析。结果表明,不同采集地的球孢白僵菌均检测到dsRNA病毒感染,尤其是BbCV2在吉林省内分布广泛,菌株带毒率为70%~100%。对BbCV2依赖RNA的RNA聚合酶基因(RdRp)进行遗传多样性分析发现,该病毒不同分离物间RdRp的核苷酸序列和氨基酸序列高度保守,相似度高达99.78%和99.98%,该病毒遗传相对稳定,并且其分布和遗传进化与地理位置无关。由此可见,BbCV2的流行是自然发生的,可能是造成球孢白僵菌田间毒力退化的重要因素,并且球孢白僵菌对该病毒适应性较强,对病毒的遗传选择压力不明显。

斜纹夜蛾高致病力生防真菌的筛选与鉴定

本研究从斜纹夜蛾幼虫僵虫中分离并纯化虫生真菌,得到6株昆虫病原真菌,利用形态学和分子生物学方法对上述真菌进行鉴定,采用浸渍法测定6株真菌对斜纹夜蛾2龄幼虫的毒力。结果表明,6株虫生真菌分别为2株球孢白僵菌Beauveria bassiana,以及莱氏绿僵菌Metarhizium rileyi,木贼镰刀菌Fusarium equiseti,曲霉菌Aspergillus nomiae和糙孢蓝状菌Talaromyces trachyspermus各1株。在1×10^(8)个孢子/m L浓度下,LT50分别为4.737 d,4.543 d,1.343 d,2.086 d,2.212 d和2.351 d,6株虫生真菌对斜纹夜蛾2龄幼虫均表现出较强致病力,其中莱氏绿僵菌表现最好。本研究首次报道了镰刀菌和曲霉菌能够感染斜纹夜蛾,并首次发现糙孢蓝状菌能够感染昆虫。

基于3D特征融合与轻量化CNN的情绪EEG识别

情绪变化可引起头皮脑电信号的改变,基于脑电信号的情绪识别是近年来情绪研究的一个重要方向。为此,提出一种基于3D特征融合与轻量化卷积神经网络的情绪EEG识别方法,使用2 s窗口的3D特征图作为输入,并根据效价和唤醒提供情绪状态作为输出。在DEAP公开数据集上对所提方法进行受试者依赖实验,结果表明情绪识别性能评估效价和唤醒识别准确率分别为(97.08±0.32)%和(96.78±0.34)%。所提方法具有较高的情绪识别准确度和较低的计算复杂度,适用于实际场景中的情绪识别。

具身认知的内在神经机制及工程应用研究进展

具身认知理论认为,人的认知过程是通过身体和环境的互动建构的,强调身体和环境对认知过程有重要影响。目前具身认知已广泛应用于虚拟现实、人机交互和智能机器人等领域。该文归纳了具身认知的内在神经机制,强调了具身认知与脑内镜像神经元系统的激活、刺激-反应兼容性效应及错觉的产生有关,总结了基于具身认知的具身技术在虚拟现实、增强现实和脑机接口等领域的相关研究与应用,阐述了几种应用于人机交互领域和具身认知相关的脑电信号,最后在未来发展方向和发展趋势方面对具身认知和实现具身的技术手段进行了展望。

玉米大斑病胁迫下球孢白僵菌对玉米植株的影响及定殖规律

为明确球孢白僵菌在玉米植株中的定殖能力及其对玉米植株生长和抗病性的影响,本研究采用灌根方式构建球孢白僵菌-玉米共生体,对玉米植株叶绿素、氮含量以及株高进行测定,评价球孢白僵菌对玉米的促生作用;通过人工接种玉米大斑病,探究球孢白僵菌定殖对玉米大斑病菌的抗性作用;采用球孢白僵菌菌落计数和荧光定量PCR等方法研究玉米植株受到玉米大斑病菌胁迫时,球孢白僵菌在玉米植株内的定殖扩散规律。结果表明,球孢白僵菌在玉米植株内的定殖率为68.18%,定殖后能够对植株生长产生积极影响,同时能显著降低玉米大斑病的发病率,接种玉米大斑病第21d发病率降低46.67%。在玉米叶片受到大斑病菌侵染时,能够从根际土壤“招募”球孢白僵菌,使球孢白僵菌在叶片聚集,进而提高对病原微生物的抗性。本研究进一步明确了虫生真菌对植物病害的生防潜力,为虫生真菌在植物组织中定殖研究以及诱导抗性研究提供理论依据。

亚洲玉米螟对球孢白僵菌分生孢子和芽生孢子-玉米共生体的取食选择和嗅觉反应

【目的】球孢白僵菌Beauveria bassiana在植物内定殖,能够间接对植食性昆虫产生不利影响。本研究旨在明确亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis初孵幼虫和3龄幼虫取食选择和嗅觉反应行为对分生孢子(aerial conidia,AC)和芽生孢子(blastospore,BS)类型球孢白僵菌-玉米共生体的响应。【方法】每株玉米接种球孢白僵菌孢子悬液(1.0×10^(8)个孢子/mL)20 mL,采用灌根法构建球孢白僵菌-玉米共生体,包括球孢白僵菌AC处理组和BS处理组。采用培养皿叶碟法测试亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫在取食选择性和非选择性条件下对AC和BS处理组球孢白僵菌-玉米共生体玉米叶片的取食选择率;利用Y型嗅觉仪测试亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫对AC和BS处理组球孢白僵菌-玉米共生体玉米叶片的嗅觉选择系数和嗅觉选择反应率。【结果】培养皿叶碟法测试结果表明,在选择性和非选择性条件下亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫对AC和BS处理组球孢白僵菌-玉米共生体玉米叶片的取食选择率均低于对照组;在选择性条件下,亚洲玉米螟初孵幼虫对BS处理组球孢白僵菌-玉米共生体玉米叶片的取食选择率最低;在非选择性条件下,AC和BS处理组间亚洲玉米螟初孵幼虫对球孢白僵菌-玉米共生体玉米叶片的取食选择率差异不显著。Y型嗅觉仪测试结果表明,亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫对AC和BS处理组球孢白僵菌-玉米共生体玉米叶片的嗅觉选择反应率(嗅觉反应系数<0)均显著低于对照组(嗅觉反应系数>0),显示两种孢子类型球孢白僵菌定殖玉米叶片对亚洲玉米螟幼虫均具有负趋性。【结论】本研究明确了分生孢子和芽生孢子型球孢白僵菌定殖玉米叶片对亚洲玉米螟幼虫取食行为和嗅觉行为均具有驱避性,为利用球孢白僵菌内生定殖生态调控害虫提供理论依据。

螟黄赤眼蜂携带球孢白僵菌防治大豆食心虫

大豆食心虫作为重要害虫在我国大豆主产区造成巨大经济损失。白僵菌和赤眼蜂是大豆食心虫的两种重要生物防治手段,如何将二者相结合实现大豆食心虫的可持续防控还未见报道。本研究从大豆食心虫幼虫僵虫分离、鉴定并筛选到3株高毒力球孢白僵菌菌株,对大豆食心虫老熟幼虫致死中时间(LT50)分别为6.21 d,6.39 d和6.87 d。筛选到对螟黄赤眼蜂羽化和寄生害虫卵无明显影响的球孢白僵菌孢子高吸附性助剂0.1%(w/v)淀粉溶液,实现单头蜂带菌量3.56×10^(4)个孢子。两年田间试验表明,较单一使用螟黄赤眼蜂,螟黄赤眼蜂携带球孢白僵菌对大豆食心虫防治效果分别提高了11.80%和8.31%,分别达到了70.44%和64.75%,从而实现了在不明显增加防治成本的基础上,提高防治效率,实现协同增效。

空间单粒子效应加速器模拟试验技术及应用

空间环境中存在大量的高能粒子,单个高能粒子穿过航天器壳体轰击到电子器件,引发器件逻辑状态翻转、功能异常等单粒子效应,进而影响航天器的可靠运行和任务达成。基于地面加速器辐照试验模拟空间单粒子效应是评估电子器件在空间应用时发生单粒子错误风险的重要手段,只有其抗单粒子效应的指标符合宇航应用要求的器件才能在航天器中使用。航天器面临的空间辐射粒子主要是重离子和质子,它们诱发的单粒子效应也最为显著。开展宇航器件单粒子效应地面模拟试验主要依托重离子加速器和质子加速器,为满足单粒子试验需求,需要研发大面积束流扩束及均匀化、高精度束流快速诊断等技术,以及满足大批量试验任务需求的高效试验终端,重点介绍中国原子能科学研究院的基于加速器的重离子单粒子效应模拟试验技术、质子单粒子效应模拟试验技术和用于器件辐射损伤敏感区识别的重离子微束技术,以及上述技术在宇航器件单粒子效应风险评估中的应用。

Space Life Science of China in 2015

With the human space exploration activities,space life science is an emerging interdisciplinary and it covers a wide range of research.Based on our country's manned space station and recoverable satellite science experimental platform,the development of space life science research is very important to acquire new knowledge or new innovation in technology,to give further services to the human space exploration activities,to improve the national economic and social development.Based on present situation,both theoretical and applied researches were continuously performed in2015.Here,we review and summarize the researches on space life sciences which were contributed by Chinese scientists.

9种常用饲料原料生长猪有效能近红外定标模型的构建

本试验旨在建立全脂米糠、大麦、麦麸、玉米蛋白粉、花生粕、棉籽粕、菜籽粕、次粉和玉米胚芽粕9种常用饲料原料的生长猪消化能和代谢能近红外定标模型,并探讨光谱范围和光谱预处理方法对定标效果的影响。试验分别选取了369个全脂米糠、521个大麦、174个麦麸、223个玉米蛋白粉、326个花生粕、237个棉籽粕、283个菜籽粕、138个次粉和160个玉米胚芽粕样品的光谱建立近红外定标模型。使用布鲁克MATRIX-I近红外光谱仪采集样品光谱,光谱采集范围为12000~4000 cm-1。采用偏最小二乘法建立近红外定标模型,利用动物试验测定值对所建模型进行外部验证。结果表明:有效能模型的最佳维数分布在7~14,最普遍的光谱预处理方法是一阶导数+矢量归一化(1st D+SNV)和一阶导数+多元散射校正(1st D+MSC)。此外,大麦猪消化能和代谢能定标模型的最佳光谱预处理方法是MSC,棉籽粕猪消化能定标模型的最佳光谱预处理方法是二阶导数(2nd D)。9种猪饲料原料的最佳消化能和代谢能近红外定标模型均取得了良好的定标效果,定标决定系数(R^(2)c)均在0.90以上,定标标准差(RMSEC)均在0.15以下,交互验证决定系数(R^(2)cv)均在0.90以上;除次粉猪消化能模型的交互验证标准差(RMSECV)为0.51外,其余有效能模型的RMSECV均在0.17以下;玉米蛋白粉猪代谢能模型的交互验证相对分析误差(RPDcv)最低,为3.42,花生粕猪消化能模型的RPDcv最高,达到了10.00。9种猪饲料原料最佳有效能模型的外部验证决定系数(R^(2)v)在0.62~0.92,外部验证标准差(RMSEP)在0.18~1.30,外部验证相对分析误差(RPDv)在1.11~2.80。因此,利用近红外反射光谱快速检测常用饲料原料生长猪的消化能和代谢能是可行的。本研究为把握猪饲料原料有效能的变异奠定了基础,对提高饲料利用效率以及实现猪的精准营养具有重要意义。

球孢白僵菌真菌病毒BbPmV-4外壳蛋白多克隆抗体制备及应用

真菌病毒Beauveria bassiana polymycovirus 4(BbPmV-4)的感染能够提高寄主球孢白僵菌的致病力,然而其在寄主中的复制、传播和与寄主互作机理尚不清楚。本研究构建了真菌病毒BbPmV-4外壳蛋白(coat protein,CP)的原核表达载体pET-28a(+)∷BbPmV-4-CP,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),进行蛋白原核表达,免疫日本大耳兔制备了多克隆抗体,并利用间接ELISA,Western blot和免疫荧光等血清学方法进行病毒在寄主胞内定位和胞外复制的检测。结果表明,所表达BbPmV-4-CP为一种可溶性蛋白,相对分子质量约为28.56 kD;所制备的BbPmV-4-CP兔源多克隆抗体效价为1∶256000;Western blot检测验证了所制备抗体能够识别对应抗原蛋白及寄主球孢白僵菌中的病毒BbPmV-4;利用所获取的多抗BbPmV-4-CP对含病毒BbPmV-4的球孢白僵菌培养上清液及沉淀中的病毒含量进行间接ELISA检测,结果显示,培养上清液中存在病毒,表明真菌病毒BbPmV-4可在寄主球孢白僵菌体内复制并游离到寄主体外;免疫荧光检测结果显示该病毒定位于真菌细胞核上。本研究制备了高效价和特异性的真菌病毒多克隆抗体,建立了球孢白僵菌真菌病毒的血清学检测技术体系,为研究真菌病毒在寄主体内的复制及其与寄主真菌的互作机理研究提供实验材料,并且可以利用病毒感染及其互作基因调控寄主毒力,创制高毒力球孢白僵菌菌株。

质子辐射对人恶性黑色素瘤A375细胞的DNA损伤影响研究

为研究质子辐射对人恶性黑色素瘤的杀伤效应,本研究利用北京HI-13串列加速器提供的15 MeV质子,以0、1、2、4、8 Gy剂量辐照A375细胞,以细胞克隆术和流式细胞术检测A375细胞的克隆形成率、周期阻滞及凋亡率,用免疫荧光法检测2 Gy辐照后细胞的γH2AX焦点数,并与相同条件下的γ射线辐射对比。结果表明,在1~8 Gy剂量下,随着剂量的增加,A375细胞的存活率下降,在4~8 Gy剂量下,细胞的存活率明显低于γ射线。辐照后12 h,细胞G2/M期阻滞随剂量的增加而增加,质子辐射诱导的周期阻滞强于γ射线;辐照后48 h,γ射线诱导的细胞周期阻滞已基本解除,但质子诱导的细胞周期阻滞除1 Gy外,2~8 Gy均未完全解除。辐射诱导的细胞凋亡随照射剂量的增加而增加,随着时间的延长,凋亡比例有所增加,且质子诱导的细胞凋亡率高于γ射线。辐照2 Gy后,γ射线和质子诱导的γH2AX焦点峰值均在照后1 h出现,质子辐射诱导的γH2AX焦点数和大小均高于γ射线。以上结果表明,质子辐射可有效杀伤恶性黑色素瘤A375细胞,在黑色素瘤治疗中有潜在应用价值。

锂离子束辐照小麦诱发DNA损伤与特异基因调控网络解析

锂(^(7)Li)离子束作为一种新型诱变剂在作物诱变育种中发挥着越来越重要的作用。本研究利用彗星电泳技术探索了^(7)Li离子束辐照小麦诱导的DNA损伤特点,并结合转录组分析初步解析了特异基因表达调控网络。结果表明,与传统诱变因素伽马(γ)射线相比,^(7)Li离子束辐照引起的小麦幼苗生长抑制程度低,幼苗叶脉失绿至开裂。对辐照诱导的差异表达基因进行GO和KEGG功能分析显示,^(7)Li离子束辐照诱导的差异表达基因主要富集在细胞壁合成与代谢和甘油脂类代谢通路,而γ射线辐照诱导的差异表达基因主要富集在光合作用代谢通路中,推测细胞壁合成与代谢和甘油脂类代谢通路途径与响应^(7)Li离子束辐照引起的损伤密切相关,而光合作用代谢途径与响应γ射线辐照引起的损伤密切相关。两种辐射诱导的差异表达基因的转录因子分析结果显示,^(7)Li离子束辐照诱导的MYB、WRKY、bHLH和NAC等转录因子家族可能在响应^(7)Li离子束辐照过程中具有重要作用,^(7)Li离子束辐照特异诱导Whirly家族转录因子调控DNA损伤修复,而γ射线辐照诱导E2F/DP家族转录因子调控DNA损伤修复。

高速重离子混合束中Xe离子的特征X射线鉴别实验设计研究

空间重离子单粒子效应模拟试验技术依赖于串列静电加速器和回旋加速器,重离子回旋加速器通常使用ECR离子源进行离子注入,但这也往往导致引出的离子种类比较复杂。同时因为加速器中混合离子的荷质比相近,所以对引出离子进行准确鉴别具有一定难度。相关研究显示高速高电荷态重离子和原子发生碰撞之后,将使核外电子发生跃迁处于激发态,且电子在退激发过程中发射特征X射线,因此可以通过测量特征X射线能谱进而鉴别加速器引出的重离子种类。以Xe离子为例,本文研究了Xe离子与固体靶原子发生碰撞过程中截面差异和产生特征X射线能量区别。同时结合不同类型探测器的特性与加速器的相关参数,在回旋加速器注入前端设计并建立了一套利用特征X射线进行重离子种类鉴别的装置。基于此装置可以实现ECR混合离子源引出离子种类的准确鉴别,为开展重离子单粒子效应辐照实验提供有效的离子种类分析方法。

错误相关电位的任务诱导模式及其在神经系统疾病中的应用进展

错误相关电位(ErrP)是脑在错误事件后出现的特定脑电电位改变,隶属于事件相关电位。本研究就ErrP的任务诱导模式和其在神经系统疾病中的应用进行归纳总结,首先阐述错误相关负波、错误正波和反馈相关负波这3种ErrP成分的神经来源及其在错误加工中的意义,然后总结当前主要的ErrP任务诱导模式,其次介绍了ErrP在神经系统疾病中的应用,最后对ErrP未来的研究方向和应用趋势作出展望。

内生真菌对植物促生、抗逆作用研究进展

内生真菌普遍存在于植物组织内,对植物生长具有积极影响,在长期的协同进化过程中,与宿主植物形成了互惠共生关系。本文对近年来国内外关于内生真菌促进植物生长和抗逆境胁迫方面的研究进展进行了归纳,并对内生真菌作为生防制剂的应用前景进行了探讨与展望。

球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟取食行为的影响

为明确球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫取食行为及取食选择性的影响,本文通过室内控制试验,采用培养皿叶盘法,研究了共生体对亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫的选择、非选择性取食的影响。结果表明,在48 h非选择性试验中,亚洲玉米螟初孵幼虫在球孢白僵菌-玉米共生体叶片组织(处理组)上的取食率显著低于未接种球孢白僵菌玉米叶片(对照组),第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为35.7%和62.5%,差异极显著;3龄幼虫在共生体茎秆组织上的取食率与对照组玉米差异不显著。在48 h选择性试验中,初孵幼虫在共生体玉米叶片组织上的取食率显著低于对照组,共生体玉米叶片组织上的幼虫取食率随时间的增加呈下降趋势,第48h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为6.3%和20.6%,差异极显著;3龄幼虫在共生体和对照组玉米茎秆组织上的幼虫取食率随时间的增加呈上升趋势,其中对照组幼虫取食率显著高于处理组,第48 h时在处理组和对照组玉米上的幼虫取食率分别为33.1%和45.6%,差异极显著。本研究初步表明,球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫的取食行为有显著的抑制和忌避作用。

GFP标记的球孢白僵菌在玉米中的定殖

为明确球孢白僵菌在玉米中的定殖分布规律以及不同施用方式和处理浓度对玉米生长发育的影响,本文利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的球孢白僵菌,在激光扫描共聚焦显微镜下观测了球孢白僵菌在玉米根部、茎部和叶部的定殖情况,同时检测了不同接种方式在球孢白僵菌不同处理浓度下对玉米生长指标的影响。结果表明,球孢白僵菌在玉米不同组织部位上的定殖有着明显的差异,各球孢白僵菌接种处理中,均以叶部定殖的白僵菌孢子数最多,而茎部均未观测到孢子定殖;玉米根部仅在浸种和灌根处理中可见少量孢子。球孢白僵菌不同接种方式对其在玉米中定殖率的影响差异较大,灌根处理定殖率最高,为76.7%;其次为浸种处理,为73.3%;茎部注射处理及叶面喷施处理定殖率较低,分别为43.3%和36.7%。研究表明,不同施用方式及接种浓度球孢白僵菌孢悬液对玉米生长指标有一定的影响,球孢白僵菌可通过不同接种方式在玉米植株中定殖并扩散,对玉米的生长发育有一定的促进作用,其中以1×106～1×107孢子/mL球孢白僵菌孢悬液浸种或灌根,对玉米苗的促进生长作用最明显。

高温强光胁迫下水杨酸对多花黄精生理及光合特性的影响

[目的]本文旨在分析水杨酸(SA)对高温强光胁迫下多花黄精生理及光合特性的影响,探讨SA缓解多花黄精高温强光胁迫伤害的可行性。[方法]以遮阴处理的盆栽多花黄精为材料,叶面喷施0.5、1.0、1.5和2.0 mmol·L-1SA后,撤掉遮阳网,然后进行高温强光胁迫处理,测定并分析胁迫处理期间及25℃遮阴恢复24 h后多花黄精叶片活性氧水平、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、光合及叶绿素荧光指标的变化。[结果]叶面喷施SA可促进多花黄精叶片脯氨酸和可溶性蛋白的积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低O·-2产生速率和H2O2含量,使丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著下降,增强多花黄精抵御高温强光胁迫伤害的能力。同时,SA还能提高Fv/Fm、ΦPSⅡ和q P,降低NPQ,并能促进气孔开放和CO2转运,使多花黄精能够在逆境胁迫下维持较高的光学活性和净光合速率,但过高SA浓度则会加重多花黄精胁迫伤害。[结论]0.5~1.5 mmol·L-1SA处理均能提高多花黄精抗逆性,尤其以1.0 mmol·L-1SA的处理效果最佳。