不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹的生物学特性研究

为了调查不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇的生物学特性,本研究对1~10日龄毛锤角细蜂成虫对黑腹果蝇蛹的寄生率及其后代的发育历期和雌性比进行统计,同时对寄生后黑腹果蝇蛹重的动态变化进行分析。结果表明,不同日龄毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹的寄生率有显著差异,7日龄寄生率最高,为(58.89±2.94)%,1日龄寄生率最低,仅为(30.00±1.94)%,但对毛锤角细蜂后代的发育历期和雌性比没有显著影响。黑腹果蝇蛹被毛锤角细蜂寄生后,重量显著降低。因此,1~10日龄毛锤角细蜂成虫均可大量寄生黑腹果蝇蛹,以7日龄为最佳寄生时期,这为毛锤角细蜂的大量扩繁和应用提供了理论依据。

一种适用于实验教学的果蝇DNA提取新方法

南开大学遗传学实验课程组将科研中常用的动物组织DNA提取方法改造后用于实验教学,获得了1种适用于实验教学的果蝇DNA提取新方法。该方法由碱裂解、酸中和、离心3个步骤组成,具有操作简单、时间短、成本低、效果稳定等特点,获得的DNA无论是浓度还是纯度均可满足后续PCR扩增的需要,符合实验教学的要求。该方法简化了果蝇DNA的提取流程,为与果蝇基因表达分析相关实验项目的改革奠定了基础,有助于提升实验教学效果,推动课程建设。

果蝇心脏发育研究三十年进展

果蝇(Drosophila melanogaster)作为最早用于研究心脏发育基因调控的模式生物,已经走过三十年的历程。果蝇心脏发育过程经历了胚胎期、幼虫期和成虫期三大阶段。在胚胎早期,Tinman、Dorsocross和Pannier等基因是关键的调控因子。Tinman参与最早的心脏前体细胞分化和心脏细胞形成,而Dorsocross和Pannier则影响心脏前体细胞的定向分化和心脏管腔的形成。进入胚胎晚期和幼虫期,果蝇的心管经历进一步的发展和重塑,该过程主要受到转录因子Hand、Mef2以及Hox基因家族的调控。在成虫期,Hox基因家族和Tinman依旧发挥重要作用。虽然果蝇心脏与脊椎动物成熟心脏存在形态上的差异,但两者心脏的早期发育过程以及调控基因和信号通路都有保守性。本文综述了果蝇心脏发育基因调控研究的三十年进展以及利用果蝇模型研究人类心脏相关疾病的潜在希望。

薏米对果蝇生长发育的影响

以黑腹果蝇为试验材料,设置不同浓度的薏米培养基(0%、10%、15%、20%),探究薏米培养基对果蝇繁殖力、雌雄比例、体重、寿命及过氧化氢酶(CAT)活性的影响,以期为薏米的合理使用提供理论依据.结果显示:随着薏米浓度的逐渐提高,果蝇的成蛹数、羽化数、寿命和体重均呈现先升高后降低的趋势.当薏米浓度在0%~15%区间时,果蝇的成蛹数、羽化数、寿命和体重均呈现为逐渐提高,15%时各项所测指标最高:成蛹数、羽化数分别为64.33只和60.00只,雌、雄果蝇的寿命分别为65 d和62 d,雌、雄果蝇的体重分别达1.382 g和1.180 g.果蝇的过氧化氢酶(CAT)活性也随薏米浓度的增加而增加,当浓度为20%时,过氧化氢酶活性最高,雌、雄果蝇分别达15.77 U/mg和14.96 U/mg.可见,15%的薏米培养基最适宜果蝇的生长发育,20%的薏米培养基对果蝇CAT活性的提高最显著,但薏米浓度对果蝇的雌雄比例影响不明显.

高嘌呤饮食对果蝇生长发育的影响

目的:探讨高嘌呤饮食对W1118野生型黑腹果蝇生长发育的影响。方法:实验共分为3个实验组,分别为对照组(0%腺嘌呤浓度干预),低浓度干预组(0.05%腺嘌呤浓度干预),高浓度干预组(0.1%腺嘌呤浓度干预),收集新产出的果蝇卵若干,分别置于3个实验组培养基中培养,待生长到羽化阶段时,分别取各实验组羽化后8h内的年轻果蝇,继续分别培养至对应的实验组培养基中,随后观察果蝇羽化后的生长发育以及攀爬能力。结果:与对照组相比,随着培养基中腺嘌呤浓度的升高,果蝇羽化后的平均寿命、产卵量明显降低(P<0.05);各干预组雌果蝇羽化后的平均寿命明显高于雄果蝇(P<0.01);高浓度干预组果蝇的攀爬能力明显降低(P<0.01)。结论:高嘌呤饮食可显著缩短果蝇成虫的平均寿命,降低果蝇的产卵量,提示可能与果蝇体内尿酸水平升高,进而诱导机体发生氧化应激和(或)炎症反应,最终影响果蝇的生长发育。

基于果蝇优化算法的风功率预测数据可信度量化分析

针对风功率预测数据精度较低,可信度难以度量的问题,研究了基于果蝇优化算法的风功率预测数据可信度量化分析方法。采用一次指数平滑方法平滑处理风功率预测的历史风速数据,将完成平滑处理的数据输入LSSVM风功率预测模型中,该模型设置线性最小二乘系统作为支持向量机的损失函数。选取果蝇优化算法优化LSSVM风功率预测模型,设置风功率预测的均方根误差作为果蝇优化算法的适应度函数,获取LSSVM风功率预测模型的最优参数,量化分析了风功率预测数据可信度。实验结果表明,该方法预测风功率的均方根误差低于0.3,具有较高的风功率预测数据可信度。

虚拟仿真实验教学设计与实现——以“果蝇杂交实验”为例

以“果蝇杂交实验”为例介绍了一种基于虚拟仿真技术的实验教学设计与实现,讨论了中学生物实验教学面临的问题以及虚拟仿真实验的优势,详细介绍了“果蝇杂交实验”的设计思路、整体设计、功能设计和关键的技术与实现等。指出虚拟仿真实验能够整合教学内容、构建教学新模式、发挥信息化教学优势,促进学生的自主学习。

元宝枫油对衰老果蝇生理指标及肠道菌群的影响

探究元宝枫油对衰老果蝇生理指标及肠道菌群的影响。在基础培养基中分别添加10、20 g/kg和40 g/kg的元宝枫油对野生黑腹果蝇进行干预,观察果蝇寿命、爬行能力、嗅觉记忆能力和热耐受能力等行为学变化情况;检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力;收集果蝇中肠,进行16S rRNA基因扩增子测序,检测肠道微生物组的变化。结果表明,与对照组相比,不同含量的元宝枫油干预均能显著延长果蝇的寿命(P<0.000 1),其中,20 g/kg元宝枫籽油抗衰老效果最佳,平均延长寿命31%。另外,20 g/kg元宝枫油干预可明显改善衰老果蝇的爬行能力、嗅觉记忆能力和热耐受能力,提高SOD和GSH-Px活力。衰老改变了果蝇肠道微生物的组成和结构,线性判别分析结果显示衰老果蝇中Enterobacteriaceae、Gluconobacter和Morganella morganii 3类细菌相对丰度增加,而元宝枫油抑制了衰老过程中以上3类细菌相对丰度的增加。综上,元宝枫油具有抗衰老作用,可改善果蝇的生理功能衰退,延长寿命,其机制可能与改变衰老果蝇肠道微生物的丰富度、均匀度和菌群结构,从而调节肠道菌群和提高抗氧化能力有关。

甜樱桃果蝇绿色综合防控技术

甜樱桃因上市早、售价高被称为“致富果”“钻石果”,在我国得到快速发展。据不完全统计,全国栽培面积约21.3万hm^(2)(320万亩)。但近年来果蝇对甜樱桃的危害逐年加重,因果蝇在高湿温暖条件下极易爆发,所以在高湿温暖地区对晚熟品种危害最为严重。

基于混沌自适应果蝇优化的PID参数优化

针对标准果蝇算法(FOA)收敛速度快慢依赖初始化且易陷入局部最优的缺陷,提出一种混沌自适应果蝇优化算法(GIFOA)的PID参数优化方案。GIFOA采用混沌映射初始化种群,增加种群的遍历性;自适应调节搜索步长平衡全局和局部搜索能力;以搜索方向作为浓度判定值,控制偏差绝对值和控制器输入平方项的时间积分作为适应度函数,并将此优化算法应用于二阶时滞系统的PID控制参数调节。

尿酸对果蝇幼虫生长发育的影响及机制分析

目的探讨尿酸(UA)对果蝇幼虫生长发育的影响及其机制。方法收集刚孵化的野生型黑腹果蝇(W1118)1龄幼虫1350只,采用高嘌呤饮食构建高尿酸血症果蝇模型,分为对照组(标准玉米粉培养基)、低浓度干预组(含0.05%腺嘌呤的玉米粉培养基)和高浓度干预组(含0.10%腺嘌呤的玉米粉培养基),每组150只,另设2个平行实验组,观察各组幼虫的生长发育情况,测定果蝇体内UA和激素水平,以及生长发育相关基因的表达情况。结果与对照组比较,低浓度干预组和高浓度干预组果蝇体内UA水平均显著增高(P均<0.001)、果蝇幼虫发育时间显著延长(P=0.024,P<0.001),高浓度干预组果蝇幼虫的生存率、蛹化率、羽化率均显著降低(P均<0.001),而果蝇幼虫体内保幼激素(JH)、20-羟基蜕皮甾酮(20E)水平均显著升高(P均<0.001)。PCR结果显示,与对照组比较,高浓度干预组果蝇幼虫体内活性氧(ROS)、叉头框O亚型(FOXO)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)mRNA的表达水平显著增高,应激诱导蛋白Sestrin、mTOR复合物1(mTORC1)、AMP活化的蛋白激酶mRNA的表达水平显著降低(P均<0.001)。结论高浓度UA可能通过调节果蝇体内JH、20E的表达,促进ROS/FOXO/mTORC1/mTOR信号通路的表达水平,从而抑制果蝇幼虫的生长发育。

基于果蝇模型建立的菊苣提取物抗尿酸盐沉积作用研究

目的:建立尿酸盐沉积果蝇模型并确定其造模条件,并初步观察菊苣提取物抗尿酸盐沉积的作用。方法:以5%酵母提取物饲喂诱导果蝇尿酸盐沉积,通过果蝇马氏小管及后肠偏振光成像、六胺银染色及其匀浆液尿酸水平评价果蝇尿酸盐沉积状态,考察雌雄性别、不同造模时间对果蝇尿酸盐沉积的影响,并应用该模型研究菊苣提取物抗尿酸盐沉积的作用。结果:5%酵母提取物饲喂可成功诱导果蝇尿酸盐沉积;雄性果蝇在造模3 d后开始出现尿酸盐沉积,在造模7 d后大部分出现尿酸盐沉积,各造模时间点果蝇马氏小管及后肠匀浆液尿酸水平持续升高,各造模时间点之间差异不明显;雌性果蝇在造模10 d后开始出现尿酸盐沉积,在造模14 d后大部分出现尿酸盐沉积,各造模时间点果蝇马氏小管及后肠匀浆液尿酸水平持续升高,马氏小管及后肠匀浆液尿酸水平持续升高,各造模时间点之间比较,差异有统计学意义(P<0.001);菊苣提取物可减少果蝇马氏小管及后肠偏振光信号,并明显降低其匀浆液的尿酸水平(P<0.001)。结论:以5%酵母提取物饲喂雌性果蝇14 d可较稳定诱导尿酸盐沉积,菊苣提取物可在果蝇模式动物上发挥抗尿酸盐沉积的作用。

日本细毛环腹瘿蜂对斑翅果蝇的寄生效能

日本细毛环腹瘿蜂Leptopilina japonica是斑翅果蝇Drosophila suzukii的优势寄生性天敌之一,对斑翅果蝇具有良好的生防潜力。为更好地利用日本细毛环腹瘿蜂防控斑翅果蝇,本研究在室内观察了日本细毛环腹瘿蜂的行为活动和生长发育特征。采用室内接虫法研究了该蜂对斑翅果蝇2龄幼虫的寄生能力。分别运用HollingⅡ型圆盘方程、搜寻效应方程和Hassell-Varley模型拟合分析了日本细毛环腹瘿蜂的寄生功能反应、搜寻效应和自身密度干扰效应。结果表明:日本细毛环腹瘿蜂的寄生功能反应符合HollingⅡ模型,其拟合方程为:N_(a)=0.70 N/(1+0.03 N);寄生效能(a/T h)为15.78;在一定空间内,寄生蜂的寄生量随寄主密度增加而增大,至寄主密度达25头/罐后寄生量趋于平稳;寄生蜂的搜寻效应随着寄主密度的增加而减弱;当斑翅果蝇的密度分别为10、20、30头/罐时寄生蜂自身密度干扰模型分别为E_(10)=0.4878 P^(-0.8713),E_(20)=0.4420 P^(-0.6768)和E_(30)=0.3462 P^(-0.4337);在同一寄主密度下,日本细毛环腹瘿蜂的寻找效应均随自身密度的增加而减弱。日本细毛环腹瘿蜂对斑翅果蝇2龄幼虫具有较好的寄生效能,但寄主密度较大会导致日本细毛环腹瘿蜂的寄生效能减弱,随着寄生蜂自身密度的增加,其种内个体间会出现干扰作用。

果蝇对不同甜味物质的选择偏好及其感知机制

为了有效应对因过量糖摄入而引发的健康问题,探究甜味物质选择偏好及其感知机制至关重要。本研究以黑腹果蝇为模式动物,通过评估果蝇对能量糖(蔗糖、果糖、葡萄糖)和非能量代糖(山梨醇)的选择偏好,探究糖类偏好的特异性甜味感知受体机制。结果显示:与山梨糖醇相比,能量糖可以刺激雌性果蝇产更多的卵并显著影响产卵位置偏好。在甜味受体Gr5a层面,研究发现该受体在低浓度甜味基质的感知和行为调节中发挥了关键作用。在高浓度甜味基质中,即使Gr5a功能受损,雌性果蝇仍能进行有限的产卵,提示可能存在其它感知机制补偿了部分功能,多样化的感知机制使动物能够更有效地在环境中选择适合其需求的食物,从而优化营养选择。本研究揭示了果蝇在复杂糖环境中的感知和行为响应机制,为代糖在食品中的应用提供了科学依据,并为更广泛地减糖策略和健康饮食研究提供了新的视角和理论支持。

甜蜜素对果蝇繁殖生长及运动能力的影响

为了研究甜蜜素对果蝇繁殖力、发育和运动能力的影响,本文以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为研究对象,分析不同质量浓度(0~8 mg/mL)甜蜜素的玉米琼脂培养基对果蝇子代出蛹时间和5 d内出蛹总数的影响,并以此为依据判断果蝇的繁殖能力;通过对子代果蝇在不同质量浓度甜蜜素培养基中开始羽化时间、羽化5 d内成蝇出现总只数、成蝇的体质量与身长统计,研究该因素对果蝇发育的影响作用;以攀爬指数的变化说明甜蜜素对果蝇运动能力的影响。研究结果显示:1 mg/mL的甜蜜素培养基可增强黑腹果蝇的繁殖能力、正向促进生长发育、降低运动能力,但均未达到显著性水平;而2~8 mg/mL的甜蜜素培养基抑制了果蝇的繁殖能力、发育和运动能力,且抑制作用随质量浓度增大效应更强。与0相比,4~8 mg/mL甜蜜素培养基对果蝇繁殖、生长及运动能力均具有显著抑制作用(t=2.622~5.000,P<0.05),其中4 mg/mL甜蜜素培养基使雌果蝇的体质量和雄果蝇的运动能力达到差异极显著标准(t=5.831和3.801,P<0.01),8 mg/mL甜蜜素培养基使雌果蝇的体质量、体长和雌、雄果蝇的运动能力均达到差异极显著标准(t=9.970、3.798、8.994和10.451,P<0.01)。本文结果表明,甜蜜素对果蝇的繁殖力、发育和运动能力均有一定的影响。果蝇DNA分子与人类具有高度同源性,故建议在食品生产和食用中应谨慎。

余甘子水提物对黑腹果蝇寿命及攀爬能力的保护作用

目的:余甘子(PE)是一种富含多种酚类物质和有机酸等化合物的药食两用植物资源。本研究拟探讨PE水提物对正常生理条件和镉(Cd)胁迫条件下果蝇寿命及攀爬能力的影响。方法:采用1.6、8、16 mg/mL PE水提物分别作用于野生型雌雄红黑腹果蝇,寻找有效提高其寿命及攀爬能力的最佳PE水提物浓度和最佳处理时间,并检测最佳浓度PE水提物处理后对雌雄果蝇体内SOD、CAT活性、MDA含量的影响。用5、10、20、40 mg/L CdCl_(2)单独作用于雌雄果蝇,摸索有效降低果蝇寿命的最适CdCl_(2)浓度,在此基础上采用1.6、8、16 mg/mL PE水提物联合最适浓度CdCl_(2)处理雌雄果蝇,探讨PE水提物对Cd胁迫下雌雄果蝇寿命及攀爬能力的影响。结果:与对照组相比,16 mg/mL PE水提物有助于延长正常生理条件下雌雄果蝇寿命(P<0.05);在最佳浓度(雌性1.6 mg/mL、雄性8 mg/mL)PE水提物处理下,有效提高雌雄果蝇攀爬能力的最佳处理时间呈现出性别差异,雌果蝇的最佳处理时间为22 d,雄果蝇为10 d,但最佳浓度PE水提物分别处理雌雄果蝇10、22、33、45 d均不能提高其体内抗氧化酶活性。与对照组相比,40 mg/L CdCl_(2)作用下雌雄果蝇的平均寿命降低最多(P<0.01),后续以40 mg/L作为最适Cd胁迫浓度。与对照组比较,8和16 mg/mL PE水提物有助于延长40 mg/L CdCl_(2)胁迫下雄果蝇的寿命但处理18 d后其攀爬能力显著降低(P<0.05),1.6、8和16 mg/mL PE水提物处理对雌果蝇的寿命和攀爬能力则均无显著影响(P>0.05)。结论:PE水提物有助于延长正常生理条件下雌雄果蝇的寿命和攀爬能力,延长Cd胁迫下雄果蝇的寿命但降低其攀爬能力,表明PE对果蝇的保护作用存在性别差异。

基于果蝇算法的医院电子档案海量数据快速查询方法

由于我国医院电子档案数据量每日呈爆炸式增长,导致数据查询方法难以准确且快速查询海量电子档案数据,文章提出基于果蝇算法的医院电子档案海量数据快速查询方法。对原始医院电子档案海量数据进行清洗、压缩等预处理操作,利用果蝇算法搜索预处理后的电子档案数据,获取数据查询位置的最优解,实现医院电子档案海量数据快速查询。实验结果表明,设计方法查询医院电子档案海量数据时查询代价消耗比仅2.61,具有优越的查询效率和扩展性。

基于随机森林与长短期记忆网络结合的蓝莓黑腹果蝇发生预测

黑腹果蝇侵害严重影响蓝莓产量,现已成为遏制贵州省蓝莓产业发展的主要原因之一,快速、准确预测黑腹果蝇发生有利于及时采取防控措施,但目前对蓝莓园黑腹果蝇发生预测的研究尚少。为此,本研究提出了一种蓝莓黑腹果蝇发生预测模型。首先,利用Pearson相关系数分析温度、湿度、风速等相关气候特征指标与黑腹果蝇发生的相关性;然后,利用随机森林算法选出影响黑腹果蝇发生的重要气候特征指标;最后,提出一种随机森林和长短期记忆网络相结合的虫害预测模型。将该模型与其他传统模型的预测效果进行对比,结果表明其在预测黑腹果蝇发生方面表现出良好的性能,均方根误差为2.1203,平均绝对误差为1.8659,决定系数为0.9795。本研究结果可为预测黑腹果蝇发生并及时采取相应防治策略提供技术支持。

声带癌前病变组织中基质金属蛋白酶抑制剂-1、果蝇母亲DDP同源物4表达水平与术后复发和恶变的相关性研究

目的探讨声带癌前病变组织中基质金属蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1,TIMP-1)、果蝇母亲DDP同源物4(drosophila mothers against DDP homolog 4,Smad4)表达水平与术后复发和恶变的相关性。方法回顾性分析2018年8月~2021年8月郑州大学第一附属医院收治的162例声带癌前病变患者的临床和病理资料,收集手术切除癌前病变组织(癌前病变组)及病变旁正常黏膜组织(对照组),采用免疫组织化学法检测组织中TIMP-1、Smad4表达情况。分析TIMP-1、Smad4阳性率与临床病理特征的关系,并采用Kaplan-Meier法和Cox回归分析法分析其对术后复发和恶变的影响。结果与对照组正常黏膜组织比较,癌前病变组的TIMP-1阳性率较高,Smad4阳性率较低(P<0.05)。不同病变范围、是否累及前连合、不同程度上皮异常增生患者的TIMP-1、Smad4阳性率存在差异(P<0.05)。术后随访时间24~60个月,中位随访时间36个月,随访期间失访患者6例,随访率96.30%(156/162),随访期间术后复发35例(21.60%),术后恶变16例(9.88%);Kaplan-Meier生存分析显示,TIMP-1阳性患者术后复发率和恶变率高于TIMP-1阴性患者(P<0.05);Smad4阴性患者术后复发率和恶变率高于Smad4阳性患者(P<0.05)。多因素Cox回归分析显示,喉咽反流、病变范围>1/2、中/重度异型增生、TIMP-1阳性、Smad4阴性是复发的独立危险因素(P<0.05),年龄>60岁、累及前连合、TIMP-1阳性、Smad4阴性是恶变的独立危险因素(P<0.05)。结论声带癌前病变组织中TIMP-1高表达、Smad4低表达,且TIMP-1阳性、Smad4阴性表达者术后复发和恶变风险较高。

大蒜E素调控斑翅果蝇产卵选择及适合度

【目的】研究大蒜E素(allicin E, ALE)对斑翅果蝇Drosophila suzukii产卵行为的影响,为利用ALE生物防治斑翅果蝇提供参考依据。【方法】采用产卵双向选择模型检测0.01%, 0.015%和0.02%ALE对斑翅果蝇雌成虫产卵驱避作用。利用暗盒实验、摘除前足、摘除触角等方式检测视觉、味觉和嗅觉感觉系统对斑翅果蝇雌成虫产卵偏嗜行为的影响。利用Y生物迷宫试验检测0.015%ALE对斑翅果蝇雌成虫的产卵行为驱避作用。通过检测存活率和发育历期研究ALE对斑翅果蝇适合度的影响。利用荧光染色法检测ALE处理后斑翅果蝇成虫肠道中活性氧水平。【结果】ALE驱避斑翅果蝇雌成虫产卵,对0.01%, 0.015%和0.02%ALE的产卵指数分别为-0.30,-0.44和-0.51。在黑暗和摘除前足条件下,斑翅果蝇雌成虫存在对ALE的显著的产卵避性反应,而摘除触角的斑翅果蝇对ALE的产卵避性显著降低,对0.01%, 0.015%和0.02%ALE的产卵指数分别降低为-0.10,-0.11和-0.12。斑翅果蝇雌成虫所产卵暴露于0.02%ALE后,后代蛹和成虫的存活率分别降低了69.23%和69.70%,后代成蛹和羽化时间分别延长5.88和4.75 d。ALE缩短斑翅果蝇成虫寿命,雌性和雄性在0.02%ALE处理下LT_(50)值分别由39 d降低为18和15 d。0.02%ALE处理72 h后斑翅果蝇成虫奔跑和攀爬速度显著降低。0.02%和0.05%ALE处理3 d后斑翅果蝇成虫肠道中的活性氧水平上升。【结论】ALE引起斑翅果蝇雌成虫产卵避性,主要通过嗅觉介导此种产卵避性;ALE延缓了斑翅果蝇后代的生长发育,降低了亲代成虫的运动活力和存活率,并引起肠道损伤,因此具有潜在的生物防治斑翅果蝇价值。