昆虫体内脂肪体细胞核DNA含量的细胞光度法测定

昆虫脂肪体与哺乳动物的肝脏有相似的功能。它是营养物的贮存场所,又是代谢和合成各种血蛋白、卵黄蛋白的中心。(Wyatt,1975;Chen T.T.1979)。1981年K.K.Nair等曾研究东亚飞蝗Locusta migratoria成虫脂肪体细胞核DNA在发育中的变化,表明成虫羽化后不同发育天数的脂肪体核DNA量差异很大,而且     

蜜蜂脂肪体的形态和功能研究进展

脂肪体是昆虫体内的一种多功能器官,近似于脊椎动物的肝脏, 分布于昆虫腹部、胸部甚至头部腔体中,以腹部脂肪体最为发达。蜜蜂脂肪体有外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型,由营养细胞、尿酸盐细胞和绛色细胞组成。同其他昆虫中类似,脂肪体在蜜蜂的生命活动中扮演着重要的角色,其形态和功能随发育阶段、季节和劳动分工的变化而变化。脂肪体结构相对简单,但生理功能非常复杂。脂肪体最主要的功能是能量物质的储存和代谢,其不仅是蜜蜂营养物质(即脂质、碳水化合物和蛋白质)的中央储存库,而且是营养代谢的中间站,具有多种能量和物质相互转换的酶系,承担代谢水的供应并合成嘌呤和嘧啶及许多重要的蛋白质。同时,脂肪体是昆虫发育和行为调控过程中各种激素和营养信号的交换中心,脂肪体激素和营养信号参与调控蜜蜂脂肪体发育、营养物质代谢、生殖及劳动分工。脂肪体兼具能量储存和释放、生物合成和分解、营养感知调节、代谢信号整合、内分泌调节、免疫和解毒、磁场感受、提高抗寒能力、保护体腔内器官等多种功能。鉴于脂肪体的重要作用,蜜蜂脂肪体形态和功能的研究成果可以对昆虫营养信号通路的解析、蜂产品高产良种的选育和蜜蜂病害防治的研究提供参考和思路。     

昆虫脂肪体结构功能及其在人类疾病模型应用中的研究进展

昆虫脂肪体大量分布在昆虫的体内，其是一个动态疏松的组织，包括外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型。昆虫脂肪体的结构与功能是息息相关的，其结构会随着昆虫不同生命阶段的变化而变化，其功能也随之发生改变。昆虫脂肪体最基本的功能是作为昆虫生命代谢的核心组织进行物质的合成与储存。此外，脂肪体还有许多重要的功能，是多种激素作用的靶器官，与昆虫的先天免疫、寿命和生长发育等都有关。因此，研究昆虫脂肪体对于解析昆虫重要生命现象是十分重要的。近年来已经有大量研究将昆虫脂肪体作为人类疾病和药物开发等方面的研究模型，将其应用于人类免疫学、人类疾病发病机制探究、新型药物研发等诸多领域。本文对昆虫脂肪体的形态结构、形成与变态、生物学功能及在人类疾病模型研究中的应用与展望进行了综述，以系统地加深对昆虫脂肪体结构与功能的理解与认识。昆虫脂肪体将在人类主要疾病模型的构建、疾病发病机理的探究等方面具有较大的应用潜力。     

整合昆虫发育生物学和果蝇遗传学来研究昆虫发育与变态

成熟动物(昆虫)个体大小主要由生长持续时间和生长速度2个因素所决定。蜕皮激素和保幼激素协同调控昆虫发育变态,并决定昆虫生长持续时间;胰岛素、营养和细胞接触抑制等生长死亡信号及其传导途径控制细胞分裂、长大、分化、死亡,并最终决定昆虫的生长速度。最近研究成果表明,蜕皮激素信号和胰岛素信号相互影响,对昆虫个体大小起决定性的作用;脂肪体和营养代谢把这2条信号传导途径整合起来。科学家将会整合昆虫发育生物学和果蝇遗传学,抓住生长持续时间和生长速率2个关键因素,并以营养代谢和脂肪体为切入点来研究昆虫的发育变态。     

意大利蜜蜂工蜂脂肪体胚后发育过程中细胞的增殖和凋亡

脂肪体是昆虫体内物质贮备和中间代谢的重要组织。本研究通过显微形态观察、 BrdU免疫组织化学和原位末端转移酶标记(TUNEL)细胞凋亡检测技术, 对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂脂肪体胚后发育过程中细胞的增殖和凋亡特点进行了比较研究。结果表明： 意大利蜜蜂工蜂脂肪体细胞数量的快速增加集中在幼虫发育前期（1-3龄）, 而细胞的凋亡则集中在蛹发育早期的2-3 d（预蛹-2日龄蛹）时间之内。在变态发育中, 工蜂幼虫脂肪体凋亡降解后重新组建形成成虫的脂肪体。本研究为昆虫脂肪体的功能研究以及昆虫组织细胞自噬和凋亡的机制研究提供一定的证据。     

昆虫糖脂代谢研究进展

肥胖症和糖尿病的日趋流行已经成为世界范围内的公共健康问题,其病因主要在于体内血糖/血脂含量升高引起的能量代谢紊乱。大量的证据表明,昆虫可以作为研究人类代谢疾病的理想模型,它不仅能合成与哺乳动物同源的糖脂代谢相关激素(如胰岛素样肽和脂动激素),而且还具有进化保守的代谢信号通路(如雷帕霉素靶蛋白信号通路)及相关器官与组织(如中肠和脂肪体)。本文主要介绍了昆虫糖脂代谢的过程与调控机制,重点涉及脂肪体和绛色细胞的生理功能、胰岛素样肽/脂动激素对血糖的拮抗调节、参与营养物质代谢的胰岛素-胰岛素样生长因子信号通路以及与类固醇激素合成相关的胆固醇代谢等内容,并结合最新研究成果对黑腹果蝇Drosophila melanogaster糖脂代谢相关基因及其功能进行了总结,以期为昆虫生理学和人类代谢疾病研究提供参考。     

蓖麻蚕在变态期间代谢作用的研究——Ⅰ.蛹化前后脂肪体和血淋巴主要成分的变化

蓖麻蚕末龄幼虫的脂肪体干重、血淋巴体积和干重, 均随幼虫的生长而增加:并且雌体经常高于雄体。在蜕皮过程和吐丝以后的绝食期间, 这两种组织的含量减少;其中, 脂肪体的干重在前蛹期后才开始降低, 表明吐丝过程虫体干重的减少与脂肪体无相应关系。蓖麻蚕末龄幼虫血淋巴中主要醣类是海藻糖。上簇前血淋巴含醣量到达最高峰:雌体为1513.5毫克/100毫升, 雄体为1405.4毫克/100毫升。化蛹前后, 血淋巴中出现另种低分子醣, 此成分可能与几丁质的形成有关。血淋巴中脂肪酸含量的变化与血糖平行, 但份量较少:最高含量是在上簇前:雌雄分别为351.6毫克/100毫升和327.3毫克/100毫升。熟蚕期, 血淋巴中含氮物质的含量远比醣和脂肪酸为高:雌雄的血淋巴总氮分别到达2720毫克/100毫升和1840毫克/100毫升;但在上簇前总氮减少近一半, 其变化与丝腺的发育有关。糖元是蓖麻蚕脂肪体贮存的主要醣类, 它的含量随幼虫的生长而增加。上簇前雌雄幼虫的脂肪体分别含糖元20.0％和19.5％:在吐丝过程中脂肪体中的糖元显然发生水解。从上簇到化蛹, 糖元消耗达70％以上。此外, 脂肪体中的脂肪也随末龄幼虫的生长而增多:但雌雄幼虫的脂肪体中脂肪含量与糖元不同, 雌体高于雌体(雄体为59％, 雌体为50％)。在吐丝过程中脂肪继续在脂肪体中合成。从吐完丝到化蛹, 雌雄分别消耗33％和30％的脂肪。与糖元、脂肪变化相反的是脂肪体中的含氮物质。从五龄起蚕到上簇前, 幼虫脂肪体的总氮量比较恒定:雌雄分别保持6毫克/头和4毫克/头, 但由于其它成分含量的变化, 总氮的百分比含量在同期却减少约一半:吐完丝后, 脂肪体含氮物质总量比上簇前增加一倍半以上, 表明含氮物质的合成和积累。本工作表明蓖麻蚕在变态期间, 脂肪体与血淋巴不仅在贮存、转运以及代谢营养物质方面起着重要的作用, 而且雌雄含量也有显著差异。由此可见脂肪体与血淋巴在物质转化中所起的作用, 对保证昆虫有机体的正常生存、发育和生殖等方面显然是很重要的。     

蓖麻蚕和家蚕中的谷胱甘肽及正丁基高半胱氨酸亚砜亚胺对它的抑制作用

本文利用乙醛酸排除昆虫中比较高的游离半胱氨酸的干扰,用5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)方法测定了蓖麻蚕、家蚕中还原谷胱甘肽的含量及其组织分布,观察到脂肪体、后部丝腺、中肠等均含有非常丰富的谷胱甘肽(GSH),说明谷胱甘肽在昆虫氨基酸的代谢调节控制中起着重要的作用。蓖麻蚕和家蚕中,GSH含量及分布有所区别。五龄中期注射S-正丁基高半胱氨酸亚砜亚胺(BSO)引起家蚕脂肪体GSH含量明显降低,提示蚕γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶受RSO强烈抑制;五龄后期,可能由于合成酶活力及GSH周转率均处于较低水平,未观察到GSH含量有明显下降。     

昆虫受精囊的结构与功能

昆虫受精囊是在雌雄交配之后,作为雌性贮存、释放精子和使卵受精的器官,其结构、功能及活动调节对保持精子活性和卵子受精有重要的影响。该文对昆虫受精囊结构、功能及其活动调节的研究进展做一介绍,以期为相关研究提供有益的资料。     

《昆虫生物化学》——为读者展示昆虫生命的奥秘

由南京农业大学植物保护学院昆虫学系王荫长教授主编 ,李国清、陈长琨和韩召军教授参编的《昆虫生物化学》已由中国农业出版社出版。发行一年多来 ,受到海峡两岸昆虫学界同行的认可与欢迎。该书以详尽的资料介绍了昆虫生物化学各个领域的基本理论以及最前沿的研究进展。全书 72万字 ,共 15章。第 1、 2章以昆虫生物化学的基础 (细胞的结构与功能 )为导论 ,并详细阐述了昆虫的中间代谢 (包括碳水化合物、脂肪和氨基酸等 ) ;第 3章为昆虫表皮化学 ;第 4至第 7章分别介绍了昆虫贮存蛋白和热激蛋白、神经肽及相关激素、生物胺及其受体 ,叙述了它…     

苹果蠹蛾NAPDH-细胞色素P450还原酶(CPR)基因的克隆及表达模式分析

【目的】本研究通过克隆苹果蠹蛾Cydia pomonella CPR (CpCPR)基因cDNA序列,并对该基因的表达模式进行分析,为深入研究P450酶系在苹果蠹蛾对植物次生物质和杀虫剂解毒代谢过程中的作用提供理论基础。【方法】以近缘昆虫的CPR氨基酸序列作为询问序列,在苹果蠹蛾转录组(SRX371333)中进行筛查比对,获得了苹果蠹蛾CPR(CpCPR)基因的cDNA序列。采用RT-PCR技术克隆目的基因的开放阅读框(ORF)。利用生物信息学软件分析目的基因的序列特征、3D结构和与其他昆虫CPR基因的系统进化关系。采用RT-qPCR技术测定CpCPR基因在苹果蠹蛾不同发育阶段(卵、幼虫、蛹和成虫)及幼虫不同组织部位(头部、表皮、脂肪体、中肠和马氏管)的表达水平。【结果】克隆获得的苹果蠹蛾CpCPR基因的ORF为2 052 bp,编码683个氨基酸残基,预测的蛋白质分子量(Mw)为77.326 ku,理论等电点(pI)为5.65。CpCPR包含FMN区域、NADPH区域和FAD等昆虫CPR的典型特征。系统发育分析表明,苹果蠹蛾CpCPR与鳞翅目昆虫CPR基因聚在一枝。RT-qPCR结果表明,CpCPR基因在苹果蠹蛾的整个发育阶段均有表达,在幼虫期表达量最高;CpCPR基因在4龄幼虫的各部位均有表达,在中肠中的表达量最高。【结论】克隆获得了苹果蠹蛾CpCPR基因的ORF序列,该基因在苹果蠹蛾主要取食阶段和消化器官中高表达,表明其可能在苹果蠹蛾对植物次生物质和杀虫剂解毒代谢过程中扮演重要作用。     

昆虫体内储存蛋白的研究进展

储存蛋白是昆虫体内普遍存在的一种特异性血淋巴蛋白 ,通常在幼虫的脂肪体内合成 ,释放进入血淋巴中。化蛹时 ,又被脂肪体选择性吸收 ,作为氨基酸的贮存库对成虫变态发育和雌性卵发育起着重要的作用。该文介绍了昆虫体内储存蛋白的特性、功能、及调节机制。     

昆虫幼虫储存蛋白

本文对昆虫幼虫血淋巴内一种特殊性质的蛋白－幼虫储存蛋白的命名、生化特性、合成部位、生理作用和体内脂肪体合成、贮存和利用的调节机制等方法的研究进展进行了综述。     

细胞自噬介导的动物脂代谢及其检测

细胞自噬(autophagy)是从酵母到哺乳动物都高度保守的、降解胞内物质的过程,受到能量和营养等信号的严格调控。已有研究表明,哺乳动物中高脂饮食可诱导肝脏内自噬的发生,某些自噬相关基因(autophagy related genes,Atg)敲除后阻碍肝脏细胞的脂代谢,并导致脂滴堆积,形成脂肪肝。昆虫中的现有研究也暗示细胞自噬与昆虫脂肪体的代谢密切相关。目前为止,细胞自噬调控脂代谢的研究还有许多不明之处。除已报道的ATG蛋白外是否其他ATG蛋白也参与脂代谢尚无报道;已知的参与脂代谢的ATG蛋白分子作用模式不清楚;溶酶体中哪些酶参与了自噬介导的脂代谢也未被证实。ATG蛋白差异参与真菌和高等动物的脂滴形成与脂肪降解,但具体机制不详,昆虫的进化地位介于高等动物和真菌之间,昆虫中开展自噬介导脂代谢的研究对于解析高等动物的疾病诸如肥胖症、高血脂症,及以昆虫脂肪体代谢发育为调控靶标的工作具有重要意义。为此,本文对主要在哺乳动物中获得的自噬介导脂代谢的研究进展进行综述,并对脂代谢的一些研究方法和检测技术进行了总结,以期为昆虫乃至其他生物的相关研究提供借鉴与参考。     

大斑芫菁滞育幼虫在滞育不同阶段体内糖类和醇类含量的变化

在以卵滞育的昆虫中昆虫滞育时的生理代谢特点已经得到了大量研究。本文对以末龄幼虫（5龄）滞育的大斑芫菁Mylabris phalerate（Pallas）在不同滞育阶段体内糖类和醇类代谢的特征进行了研究。结果表明： 滞育个体血淋巴中的海藻糖含量高于非滞育个体,且随滞育时间的加大逐渐升高,滞育5个月时达到最大值,为5.61 μmol/mL。糖原的含量随滞育的进程逐渐减少,滞育初期（0.5个月）为0.72 mg/mL,到滞育末期（5个月）时仅为0.1 mg/mL。滞育个体脂肪体中的海藻糖含量都高于非滞育个体,滞育1个月时为非滞育个体的3倍,至滞育末期时达非滞育个体的5倍,为2.5 μmol/g脂肪体。糖原含量总体变化趋势是随滞育时间的加大逐渐减少,滞育早期和中期都高于非滞育个体。在滞育过程中血淋巴积累的小分子多元醇主要为甘油,其次是山梨醇;而在脂肪体中主要为甘油,其次是甘露醇,少量积累山梨醇：表明大斑芫菁滞育幼虫主要积累的是海藻糖和一些小分子多元醇。滞育幼虫在准备滞育时储备了大量糖原,这些糖原可能为滞育期间海藻糖、山梨醇和甘油的代谢提供了原料。     

山地麻蜥主要贮能部位研究

研究了成体山地麻蜥越冬时期腹脂肪体、躯干和肝脏等主要贮能部位。结果表明,腹脂肪体、躯干、肝脏能值的组间差异显著,人眠组的腹脂肪体、躯干脂肪能值显著高于出眠组和禁食组。腹脂肪体、躯干、肝脏能量贮存动用活跃,为该种动物最主要的能量贮存部位。     

植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响

为研究植食性昆虫进食植物次生物质后的解毒机制,本研究用不同浓度的单宁、芦丁及没食子酸3种植物次生物质分别喂食斜纹夜蛾五龄幼虫,检测喂食后幼虫中肠以及脂肪体相关解毒酶活性以及基因表达的变化。结果发现,取食0.5%单宁以及1%没食子酸后,斜纹夜蛾中肠和脂肪体中羧酸酯酶(Car E)、乙酰胆碱酯酶(Ach E)以及谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性呈不同程度的增加;喂食0.2%芦丁后Car E活性和GST活性上升,Ach E活性没有显著增加。实时荧光定量PCR的结果显示,斜纹夜蛾喂食0.5%单宁以及1%没食子酸后,解毒酶相关基因Sl GSTe1、Sl Car E和Sl Ace1表达上调,喂食0.2%芦丁后Sl GSTe1和Sl Car E显著表达。上述结果表明,GST等解毒酶活性和相关基因的表达与不同类型的次生物质相关,共同参与了斜纹夜蛾对外源次生物质的解毒代谢。     

昆虫卵黄原蛋白受体的研究进展

昆虫卵黄发生的一个重要过程是卵黄蛋白的摄取,已有的研究表明脂肪体合成的卵黄原蛋白(vitellogenin,Vg)是通过受体介导的内吞作用(receptor mediated endocytosis,RME)被正在发育的卵母细胞所摄取。昆虫卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor,VgR)是介导昆虫卵黄原蛋白胞吞作用主要受体,它属于低密度脂蛋白家族,在结构与特性上具低密度脂蛋白家族的共性。卵黄原蛋白及其受体在昆虫生殖过程中起着重要的作用,本文综述了昆虫VgR的基本特性、分子结构及表达调控等方面的研究进展。     

小地老虎β-N-乙酰葡萄糖胺糖苷酶基因cDNA序列的克隆及mRNA组织特异性表达

β-N-乙酰葡萄糖胺糖苷酶是昆虫几丁质代谢中一种关键酶,在昆虫的多种生理活动中发挥重要作用。本文以小地老虎Agrotis ipsilon Hufngel预蛹期幼虫为材料提取总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,扩增得到其β-N-乙酰葡萄糖胺糖苷酶基因的cDNA序列。该序列含有2701个碱基,包括一个1788个碱基的开放阅读框,编码一个含595个氨基酸的蛋白,分子量约为68.3ku,等电点为5.48。推导得到的氨基酸序列与其他昆虫,尤其是鳞翅目昆虫的β-N-乙酰葡萄糖胺糖苷酶高度同源。基因cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号GU985280。该基因在小地老虎取食期和预蛹期的马氏管、中肠、脂肪体、体壁和去中肠虫体中均含有mRNA水平的表达。     

蚊虫的卵黄发生及其激素调节

<正> 昆虫卵黄发生的研究是昆虫生理学中最活跃的领域之一,昆虫卵黄发生是指卵黄蛋白的前体-卵黄原蛋白在成熟雌虫的脂肪体合成,分泌到血淋巴中,被发育的卵母细胞选择性摄取沉积为卵黄蛋白,作为胚胎发育的营养来源,这一过程受昆虫激素调节控制(龚和,1979)。研究蚊虫的卵黄发生对于阐明蚊虫的生殖机理和控制繁殖具有重要的实践意义,同时蚊虫卵黄