禾谷缢管蚜鞣化激素基因克隆及功能分析

【目的】探讨禾谷缢管蚜 Rhopalosiphum padi （Linnaeus）鞣化激素基因的发育表达模式及功能。【方法】采用转录组测序得到禾谷缢管蚜鞣化激素基因bursicon-α 和 bursicon-β cDNA序列。通过实时荧光定量PCR方法,分析该基因的发育表达模式。利用RNA干扰（RNA interference, RNAi）介导 bursicon-α 和bursicon-β 沉默,分析鞣化激素的功能。【结果】序列分析结果显示,禾谷缢管蚜鞣化激素α亚基基因（bursicon-α）cDNA序列开放阅读框为480 bp,编码159个氨基酸残基;β亚基基因（bursicon-β）cDNA序列开放阅读框为417 bp,编码138个氨基酸残基。时序表达分析表明,鞣化激素两个亚基基因在禾谷缢管蚜整个发育期均有表达,以1龄若蚜期表达量最高;成蚜有翅个体中表达量显著高于无翅个体。RNAi介导的 bursicon-α 和 bursicon-β 沉默均能显著抑制禾谷缢管蚜成蚜表皮的黑化。【结论】研究结果表明,鞣化激素在禾谷缢管蚜体壁黑化中发挥着重要作用。该结果为进一步研究鞣化激素在蚜虫生长发育过程中的生理功能提供了基础资料。     

禾谷缢管蚜阳离子通道基因RSC1的克隆、分子特性及诱导表达分析

【目的】SC1通道(sodium channel 1)是昆虫体内一种重要的离子通道,被认为是一种开发新型杀虫剂的神经靶标。本研究拟克隆禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi的SC1通道基因,并初步分析其生理功能及其与SC1类通道、电压门控钠离子通道、电压门控钙离子通道的进化关系。【方法】采用RT-PCR技术,克隆了禾谷缢管蚜SC1基因完整的开放阅读框;利用实时荧光定量PCR技术,分析禾谷缢管蚜成蚜在不同浓度的高效氯氟氰菊酯诱导下SC1基因表达变化。【结果】获得了禾谷缢管蚜SC1基因(命名为RSC1)完整的开放阅读框(Gen Bank登录号为KU640190),其长度6 687bp,编码2 228个氨基酸。RSC1具有SC1通道的结构特征,有一个不同于电压门控钠离子通道和电压门控钙离子通道的特殊DEEA模体(motif)。系统进化分析结果显示,RSC1与电压门控钠离子通道组成一个进化枝,电压门控钙离子通道组成另外一个进化枝,SC1与电压门控钠离子通道在进化上有更近的起源关系。实时荧光定量PCR分析结果表明,LC15,LC35和LC503种剂量的高效氯氟氰菊酯处理6 h后,禾谷缢管蚜RSC1基因表达量相对于清水对照显著下调,表达量分别为对照的0.57,0.82和0.78倍;3种剂量的高效氯氟氰菊酯处理24 h后,禾谷缢管蚜RSC1基因表达量分别为对照的2.19,1.33和1.19倍,其中LC15(0.1484 mg/L)胁迫下RSC1基因的表达量显著上调。【结论】SC1类通道与电压门控钠离子通道在进化起源上有更近的关系。RSC1通道可能是高效氯氟氰菊酯的次级靶标。由于RSC1和其同源基因只存在于节肢动物中,脊椎动物尚未发现该类基因,因此这类通道可能作为开发新型杀虫剂的神经靶标。     

禾谷缢管蚜ABC转运蛋白基因的克隆、分子特性及表达分析

【目的】ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白是一类重要的跨膜蛋白超家族,某些ABC转运蛋白基因在一些害虫的抗药性品系中表达显著提高。本研究旨在克隆禾谷缢管蚜 Rhopalosiphum padi ABC转运蛋白基因RhpaABCG9,RhpaABCG20和RhpaABCG23 cDNA全序列,分析这3个基因在该虫不同发育阶段和不同抗药性品系中的表达模式,为阐明ABC转运蛋白在禾谷缢管蚜抗药性中的作用和其他生理功能,以及深入分析该虫抗药性机理奠定基础。【方法】采用RT-PCR与RACE技术,克隆了基因cDNA全序列;利用实时荧光定量PCR技术,研究这3个基因在禾谷缢管蚜不同生长发育阶段和不同抗药性品系中的表达变化。【结果】获得了RhpaABCG9,RhpaABCG20和RhpaABCG23 3个基因cDNA全序列,其开放阅读框长度分别为2 103,2 436 和2 082 bp,分别编码700, 811和693个氨基酸。结构分析表明,3个蛋白均具有ABC转运蛋白家族典型的结构特征;系统进化分析结果显示,3个蛋白氨基酸序列分别与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum各对应氨基酸的序列一致性最高。实时荧光定量PCR分析结果表明,这3个基因在禾谷缢管蚜不同发育时期均不同程度表达。RhpaABCG20在各个发育时期的表达变化差异不显著;RhpaABCG9表达量在4龄若蚜最高,在1龄若蚜最低;RhpaABCG23 表达量在3龄若蚜最高,1龄若蚜最低,其他阶段差异不显著。禾谷缢管蚜异丙威抗性品系中,RhpaABCG20表达量显著高于敏感品系,而RhpaABCG9和RhpaABCG23表达量均低于敏感品系,但差异不显著;禾谷缢管蚜吡虫啉抗性品系中,RhpaABCG20和RhpaABCG23表达量显著高于敏感品系,而RhpaABCG9表达上调不显著。【结论】RhpaABCG9,RhpaABCG20和RhpaABCG23基因可能参与禾谷缢管蚜体内农药的运输,并与禾谷缢管蚜的抗药性具有一定的关系。本研究结果为进一步深入分析禾谷缢管蚜的抗药性机制,以及该虫的抗药性治理与综合防治奠定了基础。     

不同土壤水分条件下CO2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响

利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO₂浓度对禾谷缢管蚜种群的影响,以期对未来大气CO₂浓度升高条件下不同降雨地区的小麦蚜虫关系发展趋势做出初步预测.结果表明,随CO₂浓度升高,禾谷缢管蚜种群持续增长,但以CO₂浓度从350μl·L^-1上升到550μl·L^-1时增长最快;禾谷缢管蚜种群大小与土壤水分密切相关,各CO₂浓度下均以60%土壤水分的最大;当CO₂浓度从350μl·L^-1上升到550μl·L^-1时,60%土壤水分下的种群增长最快;当CO₂浓度从550μl·L^-1上升到700μl·L^-1时,60%和40%土壤水分下的种群增长相近,且高于80%土壤水分下的增长.据此可以认为,随大气CO₂浓度升高,禾谷缢管蚜种群会持续增长,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜虫种群增长最快的阶段,特别在干旱、半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大、小麦受害较重.     

麦长管蚜唾液蛋白C002的基因克隆与RNA干扰研究

【目的】蚜虫唾液相关蛋白C002是一种水溶性唾液蛋白,在蚜虫取食过程中发挥着重要作用。本研究探讨了蚜虫唾液相关蛋白基因C002在麦长管蚜Sitobion avenae(F.)取食过程中的作用和功能。【方法】根据豌豆蚜基因C002序列,同源克隆了麦长管蚜C002基因,并应用荧光定量PCR和RNA干扰(RNAi)技术分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】结果表明:麦长管蚜C002基因c DNA开放阅读框长663 bp,编码220个氨基酸,命名为Sv C002。转录水平的表达时序分析发现,Sv C002在蚜虫各个时期都有表达,在2龄若蚜时期表达量最高。ds RNA饲喂结果显示,麦长管蚜取食ds C002 4 d和6 d后,C002基因的表达量分别下降54%和69%,差异极显著(P<0.01),麦长管蚜存活率较对照组下降了32.2%和53.3%。将饲喂ds C002的麦长管蚜接种到感蚜小麦(北京837),蚜虫在短时期内出现大量死亡现象,第6天和第8天存活率分别为44.4%和35.6%,低于对照组并达到极显著水平。【结论】C002基因在麦长管蚜的取食行为中发挥着重要作用,可以作为麦长管蚜防治的潜在RNAi靶标基因。     

禾谷缢管蚜田间种群Ace1基因选择性剪切

【目的】为了分析我国不同地区禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)田间种群Ace1基因的选择性剪切、Ace1基因选择性剪切频率及Ace1基因选择性剪切对其ACh E1结构的影响。【方法】从我国11个省(市)的16个地区采集田间试虫,通过RT-PCR技术,克隆各个地区及室内敏感品系各15头禾谷缢管蚜试虫的Ace1基因序列的全长,分析并鉴定Ace1的选择性剪接,在SABLE服务器和I-TASSER服务器上分别分析选择性剪切对ACh E1的二级结构和三级结构的影响。【结果】16个地理种群中,9个地理种群都存在选择性剪切,不同地理种群该选择性剪切的频率不同;剪切位点靠近Ace1基因的5′端,其对应的核苷酸序列为5′-ATCCGAATTTAG-3′,导致4个氨基酸(RSEF)缺失;选择性剪切改变了局部的二级结构,并在一定程度上改变其三级结构。【结论】禾谷缢管蚜田间种群中较为普遍地存在一个Ace1基因的选择性剪切,该Ace1基因选择性剪切改变了ACh E1的空间结构,并可能改变ACh E1的代谢特性。     

禾谷缢管蚜和麦长管蚜玻璃管药膜法敏感毒力基线的建立

【目的】建立禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi（Linnaeus）和麦长管蚜Sitobion avenae（Fabricius）对常用杀虫剂的相对敏感基线。【方法】从田间采集麦蚜在实验室内饲养30代以上,利用玻璃管药膜法测定其对杀虫剂的敏感度,每条毒力基线为2次以上独立测定数据合并后的计算结果。【结果】用玻璃管药膜法建立了包括新烟碱类、吡啶类、氨基甲酸酯类、有机磷类和拟除虫菊酯类共22个药剂品种对禾谷缢管蚜和麦长管蚜3 h的敏感毒力基线。禾谷缢管蚜对新烟碱类药剂吡虫啉和啶虫脒的LC₅₀值分别为0.02和0.007 μg/cm²;对吡啶类药剂吡蚜酮的LC₅₀值为0.124 μg/cm²;对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威、硫双灭多威、灭多威、抗蚜威、西维因的LC₅₀值为0.0026~0.70 μg/cm²;对有机磷类药剂三唑磷、丙溴磷、氧乐果、乐果、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、毒死蜱的LC₅₀值为0.005~0.065 μg/cm²;对拟除虫菊酯类药剂三氟氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯的LC₅₀值为0.033~0.240 μg/cm²。麦长管蚜对新烟碱类药剂吡虫啉和啶虫脒的LC₅₀值分别为0.15和0.12 μg/cm²;对吡啶类药剂吡蚜酮的LC₅₀值为0.41 μg/cm²;对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威、硫双灭多威、灭多威、抗蚜威、西维因的LC50值为0.005~0.76 μg/cm²;对有机磷类药剂三唑磷、丙溴磷、氧乐果、乐果、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、毒死蜱的LC₅₀值为0.018~0.36 μg/cm²;对拟除虫菊酯类药剂三氟氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯的LC50值为0.20~2.94 μg/cm²。【结论】建立的两种麦蚜对22种杀虫药剂的相对敏感基线,包括当前所有可能用于防治麦蚜的药剂,可以用于以后麦蚜抗药性监测或其他相关研究的参照;禾谷缢管蚜对药剂的敏感度高于麦长管蚜。     

核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应虫螨腈及辛硫磷胁迫中的作用机制

【目的】本研究旨在揭示昆虫蜕皮激素信号通路上的关键核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾Spodoptera litura响应虫螨腈和辛硫磷胁迫中的作用机制。【方法】使用生物信息学方法鉴定斜纹夜蛾FTZ-F1基因,并进行序列比对及系统发育树构建;将LC₃₀浓度辛硫磷和虫螨腈浸叶处理的桑叶分别喂食斜纹夜蛾3龄幼虫,并分别收集取食药叶后1, 12, 24, 36和48 h时存活的幼虫,使用qRT-PCR技术检测幼虫体内SlFTZ-F1的表达水平;使用RNAi技术沉默SlFTZ-F1基因,并使用qRT-PCR技术检测注射dsRNA后SlFTZ-F1的表达水平;将LC₃₀浓度虫螨腈和辛硫磷浸叶处理的桑叶分别喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,喂食后24和48 h统计斜纹夜蛾幼虫死亡率;选取8个斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶(SlGST)基因,使用qRT-PCR技术检测沉默了SlFTZ-F1基因的斜纹夜蛾幼虫这些SlGST基因的表达水平。【结果】斜纹夜蛾SlFTZ-F1开放阅读框长1 665 bp,编码555个氨基酸,等电点为6.39,理论分子量61.77 kD,SlFTZ-F1具有DNA结合域、FTZ-F1 box及配体结合域;系统发育分析表明,SlFTZ-F1与草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的SfFTZ-F1聚为一个亚分支。与ddH₂O处理的对照相比,LC₃₀浓度虫螨腈处理后1, 24和36 h以及LC₃₀浓度辛硫磷处理后24和36 h,斜纹夜蛾3龄幼虫SlFTZ-F1的表达量均显著上调。与注射dsGFP的对照组相比,斜纹夜蛾幼虫在注射dsSlFTZ-F1后48 h SlFTZ-F1基因的表达量显著下降;分别将LC₃₀浓度虫螨腈和辛硫磷处理的桑叶喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,48 h时与对照组相比斜纹夜蛾幼虫死亡率分别显著升高22%和28%;沉默SlFTZ-F1的斜纹夜蛾幼虫8个SlGST基因的表达量均显著下降。【结论】虫螨腈及辛硫磷显著诱导斜纹夜蛾幼虫SlFTZ-F1基因表达,沉默SlFTZ-F1后斜纹夜蛾幼虫对虫螨腈和辛硫磷的敏感性显著升高,解毒酶SlGST基因的表达受到显著抑制,说明发育相关的转录因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应常用杀虫剂胁迫中发挥了重要作用。     

大鼠脑组织Nav1.5钠通道的基因克隆及分布分析

为了阐明大鼠脑组织Nav1.5钠通道α亚单位的编码基因、分子特性及其在不同发育阶段各脑叶的分布差异,应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法,对大鼠脑组织Nav1.5钠通道α亚单位进行了克隆(命名为rN1),并比较其在不同发育阶段各脑叶的分布情况.rN1基因编码2016个氨基酸残基,序列分析显示,其与rH1氨基酸相似性为96.53%,与hNbR1相似性为96.13%.在DI-S3～S4发现与rH1不同的一个新的外显子(第7外显子),同时发现DⅡ～Ⅲ选择性剪切了第20外显子(53个氨基酸残基)的异构体(命名为rN1-2).分布结果显示,大鼠脑组织Nav1.5钠通道α亚单位在不同发育阶段各脑叶分布有明显的差异,研究证实,Nav1.5钠通道在大鼠脑组织显著表达,存在脑叶的分布差异,而且随着脑组织的发育,其表达逐渐趋于稳定,实验证实Nav1.5钠通道基因编码了一个新的外显子而且其表达范围更加广泛.     

未成熟钠通道调控大鼠胚胎神经干细胞分化

钠通道在各类神经元上高表达,参与细胞多种生理功能的调节,是神经元实现功能活动的基本单位．未成熟神经元上钠/钙通道所诱发和自发的电位活动对后期的发育成熟至关重要．然而,发育中的钠通道是否参与神经干细胞(neural stem cells, NSCs)分化的调控尚不清楚．本研究证明,未成熟的钠通道参与NSCs分化调控．Western印迹结果显示,在分化第1,3,5,7 d的NSCs上钠通道和胞外信号调节激酶（ERK）的蛋白表达与分化时间正相关.免疫组化结果发现,与对照组比较,加入电压门控钠通道阻断剂TTX可明显下调NeuN、GFAP和Gal-c在NSCs中的表达（P＜0.05）,提示钠通道参与NSCs分化的调控.当采用veratridine激动钠通道后,激光共聚焦检测到细胞内Ca2+浓度明显升高,免疫组化和Western印迹结果显示细胞内Ca2+浓度明显升高,p-ERK表达量明显上调;相反,TTX可明显阻断Veratridine所引起的细胞内Ca2+浓度上调,并使p-ERK峰值明显降低和延后（P＜0.05）．研究结果表明,未成熟钠通道可通过激活ERK信号途径促进NSCs的分化．钠通道的这种作用可能是由钙离子介导的,其详尽机制有待进一步研究．     

高CO2浓度下西花蓟马和花蓟马对虫螨腈和唑虫酰胺的响应比较

【目的】比较不同CO2浓度下虫螨腈和唑虫酰胺对西花蓟马Frankliniella occidentalis和花蓟马F. intonsa成虫的毒力以及体内保护酶和解毒酶等酶活性的影响,对未来高CO₂浓度下进一步研究蓟马对虫螨腈和唑虫酰胺的抗性管理具有一定的指导意义,以便及时做出害虫管理策略的调整。【方法】采用浸渍法测定正常CO₂浓度(400 μL/L)和高CO₂浓度(800 μL/L)环境下虫螨腈和唑虫酰胺对两种蓟马成虫的毒力［致死中浓度(LC₅₀值)和亚致死浓度(LC₂₅值)］;通过酶活性分析测定这两种CO₂浓度下LC₂₅浓度虫螨腈和唑虫酰胺处理48 h后这两种蓟马成虫体内保护酶［超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)］,解毒酶［羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)和细胞色素P450(cytochrome P450 enzyme system, CYP450)］以及乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性。【结果】800 μL/LCO₂下虫螨腈在48 h内对西花蓟马和花蓟马成虫的LC50值分别为1.33和0.37 mg/L,分别是400 μL/LCO₂下的0.68和0.66倍; LC₂₅值分别为0.60和0.24 mg/L, 分别为400 μL/L CO₂下的0.61和0.83倍。800 μL/L CO₂下唑虫酰胺在48 h内对西花蓟马和花蓟马成虫的LC₅₀值分别为1 002.64和247.66 mg/L,分别是400 μL/L CO₂下的0.98和0.78倍; LC₂₅值分别为368.77和146.10 mg/L, 分别是400 μL/LCO₂下的2.44和1.21倍。在800 μL/L CO₂下,LC₂₅浓度虫螨腈和唑虫酰胺处理48 h后两种蓟马成虫体内测试的各种酶活性(CYP450除外)均高于400 μL/L CO₂下的;两个CO₂浓度下西花蓟马成虫体内SOD, POD,CAT以及AChE活性均显著高于花蓟马成虫体内的相应酶活性。两个CO₂浓度下,经LC₂₅浓度唑虫酰胺处理后,两种蓟马成虫体内的3种保护酶活性(400 μL/L CO2下花蓟马SOD活性除外)均显著高于对照(含0.1%吐温-80的蒸馏水处理),且800 μL/L CO₂下西花蓟马成虫体内SOD和CAT活性均最高,分别为39.74±1.59和37.93±1.31 U/mg pro。两个CO₂浓度下,LC₂₅浓度虫螨腈和唑虫酰胺处理48 h后,西花蓟马成虫体内CarE活性较对照显著降低,而花蓟马成虫体内CarE活性高于对照,其中,经唑虫酰胺处理后达到显著差异;同时两种蓟马成虫体内AChE活性较对照均显著提高。【结论】高CO₂浓度增强了杀虫剂对西花蓟马和花蓟马的毒杀效果,花蓟马对这两种杀虫剂的敏感性强于西花蓟马,且西花蓟马对这两种杀虫剂的适应能力强于花蓟马。     

亚致死浓度溴虫腈和毒死蜱对等钳蠊螨生长繁殖和解毒酶的影响

【目的】害虫综合治理中,化学防治对天敌资源也具有一定的杀伤力。为缓解这一矛盾,本研究旨在探究溴虫腈和毒死蜱亚致死浓度处理对等钳蠊螨Blattisocius dentriticus生长繁殖及解毒酶活性和基因表达量的影响。【方法】利用药膜法处理2-3日龄等钳蠊螨成螨24 h,测定溴虫腈和毒死蜱的亚致死剂量;测定和比较LC_(10)和LC_(30)剂量这两种药剂处理后F_0和F_1代的产卵量、产卵期、卵孵化率和雌成螨寿命等生物学特性的变化;通过酶活力分析和RT-PCR分别测定LC_(10), LC_(30)和LC_(50)剂量下这两种药剂处理后钳蠊螨成螨体内谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)、细胞色素P450(cytochrome P450, CYP450)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)酶活力及其基因表达量变化。【结果】溴虫腈和毒死蜱处理24 h对等钳蠊螨成螨的LC_(50)分别为42.56 mg/L和72.42 mg/L。溴虫腈和毒死蜱LC_(10)和LC_(30)剂量处理等钳蠊螨雌成螨后,与对照(清水处理)相比,仅F_0代雌成螨寿命和产卵期显著缩短(P0.05),而产卵量和卵孵化率无明变化。酶活力测定结果发现,GST, CYP450和CarE的活力在溴虫腈和毒死蜱LC_(10)和LC_(30)剂量处理后无明显变化,而LC_(50)剂量下,上述3种酶的活力均显著增加(P0.05)。基因表达结果表明,溴虫腈LC_(10), LC_(30)和LC_(50)剂量处理下2个GST基因(BdGST3和BdGST6)、3个CYP450基因(BdCYP2-4)和5个CarE基因(BdCarE1-5)表达均显著上调;在毒死蜱这3个剂量处理下3个GST基因(BdGST1,BdGST3和BdGST4)、3个CYP450基因(BdCYP2,BdCYP5和BdCYP6)和2个CarE基因(BdCarE1和BdCarE2)表达量均显著上调。【结论】结果表明,LC_(10)和LC_(30)剂量的溴虫腈和毒死蜱亚致死剂量会抑制F_0代雌成螨的生长繁殖;LC_(10), LC_(30)和LC_(50)剂量下这两种药剂可诱导等钳蠊螨GST, CarE和CYP450基因表达;LC_(50)剂量能明显诱导等钳蠊螨体内GST, CarE和CYP450活性上升。该研究为等钳蠊螨抗性品系的筛选及田间应用提供了理论依据。     

溴氰虫酰胺亚致死剂量对甜菜夜蛾生长发育及体内解毒酶活性的影响

【目的】探讨溴氰虫酰胺对甜菜夜蛾 Spodoptera exigua (Hübner)的亚致死效应,为甜菜夜蛾的综合防治和溴氰虫酰胺的合理使用提供理论依据。【方法】采用饲料混毒法,测定溴氰虫酰胺对甜菜夜蛾3龄幼虫的毒力,确定其亚致死剂量（LC₁₀和LC₂₅）,并分别用该亚致死剂量处理甜菜夜蛾3龄幼虫,研究其对甜菜夜蛾的生长发育和体内3种解毒酶活性的影响。【结果】以LC₁₀ 和LC₂₅剂量处理甜菜夜蛾3龄幼虫后,幼虫生长受到显著抑制,虫重抑制率分别为11.55%和27.68%;LC₁₀和LC₂₅处理组3龄幼虫到化蛹天数分别比对照组延长0.07和0.20 d;化蛹率显著低于对照组（80.93%）,分别为63.89%和49.43%;成虫寿命显著缩短1.11 d和2.08 d;单雌产卵量和卵孵化率也低于对照组。亚致死剂量溴氰虫酰胺处理甜菜夜蛾幼虫后24-96 h,羧酸酯酶活性和谷胱甘肽-S转移酶活性表现出相似的变化趋势,呈先激活升高、后被抑制降低;而多功能氧化酶活性在药剂处理48 h和72 h均受到不同程度的抑制作用,这种抑制作用与浓度成正比。【结论】亚致死剂量的溴氰虫酰胺对甜菜夜蛾的生长发育有显著抑制作用,对其幼虫体内解毒酶活性也有不同程度的抑制作用。     

1,3-dithianes with acid functionalities: potent inhibitors and candidate affinity probes for the gaba-gated chloride channel

2 ,5 -1,3-Dithianes of the type (CH₃)C-CH(CH₂S)₂CH-C₆H₄-CC-R (R = CO₂H, CH₂CH₂CO₂H and CH₂CH₂PO₃H₂) are potent blockers of the GABA-gated chloride channel with 50% inhibition at 5–10 nM. Functionalization of the acid moieties provides candidate photoaffinity ligands [R = C(O)CHN₂ and CH₂CH₂C(O)CHN₂], affinity columns, and hapten-protein conjugates for antibody production.     

The function of Ca channel subtypes in exocytotic secretion: new perspectives from synaptic and non-synaptic release

By mediating the Ca²⁺ influx that triggers exocytotic fusion, Ca²⁺ channels play a central role in a wide range of secretory processes. Ca²⁺ channels consist of a complex of protein subunits, including an ₁ subunit that constitutes the voltage-dependent Ca²⁺-selective membrane pore, and a group of auxiliary subunits, including β, γ, and ₂–δ subunits, which modulate channel properties such as inactivation and channel targeting. Subtypes of Ca²⁺ channels are constituted by different combinations of ₁ subunits (of which 10 have been identified) and auxiliary subunits, particularly β (of which 4 have been identified). Activity-secretion coupling is determined not only by the biophysical properties of the channels involved, but also by the relationship between channels and the exocytotic apparatus, which may differ between fast and slow types of secretion. Colocalization of Ca²⁺ channels at sites of fast release may depend on biochemical interactions between channels and exocytotic proteins. The aim of this article is to review recent work on Ca²⁺ channel structure and function in exocytotic secretion. We discuss Ca²⁺ channel involvement in selected types of secretion, including central neurotransmission, endocrine and neuroendocrine secretion, and transmission at graded potential synapses. Several different Ca²⁺ channel subtypes are involved in these types of secretion, and their function is likely to involve a variety of relationships with the exocytotic apparatus. Elucidating the relationship between Ca²⁺ channel structure and function is central to our understanding of the fundamental process of exocytotic secretion.     

褐飞虱磷脂酰肌醇3激酶p85α亚基基因NlPIK3R1的克隆与功能分析

【目的】PI3K信号通路在生物体中发挥重要功能,涉及糖和脂质的代谢、细胞和组织生长以及生物个体寿命等。本研究旨在探明该通路中磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)在褐飞虱Nilaparvata lugens中的功能。【方法】根据转录组提供的PI3K p85α核心序列信息,应用c DNA末端快速克隆的技术(RACE)获得了编码PI3K p85α的基因Nl PIK3R1的全长c DNA(Gen Bank登录号为KP635379),并应用荧光定量PCR和通过给成虫喂食ds Nl PIK3R1对Nl PIK3R1进行RNA干扰(RNAi)分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】荧光定量PCR测定结果表明,Nl PIK3R1在褐飞虱若虫和雄成虫中表达量均较低,但在怀卵雌成虫中大量表达。RNAi结果表明,给褐飞虱成虫喂食0.1和0.5μg/μL ds Nl PIK3R1均导致Nl PIK3R1的表达明显受到抑制,高浓度组的抑制效果尤为明显。喂食ds Nl PIK3R1对褐飞虱成虫具有极显著致死效果,高浓度组的褐飞虱成虫在饲喂第7天时存活率仅为37.5%,相比于空白对照组(87.00%)和ds GFP对照组(76.67%)均达到了极显著差异(P0.01)。对Nl PIK3R1的RNAi导致褐飞虱成虫羽化率下降和体重变轻。【结论】本研究结果显示,Nl PIK3R1基因对褐飞虱的生存、生长和发育具有重要作用,可以作为防治褐飞虱的潜在靶标。     

The intracellular segment of the sodium channel beta 1 subunit is required for its efficient association with the channel alpha subunit

Sodium channels consist of a pore-forming alpha subunit and auxiliary beta 1 and beta 2 subunits. The subunit beta 1 alters the kinetics and voltage-dependence of sodium channels expressed in Xenopus oocytes or mammalian cells. Functional modulation in oocytes depends on specific regions in the N-terminal extracellular domain of beta 1, but does not require the intracellular C-terminal domain. Functional modulation is qualitatively different in mammalian cells, and thus could involve different molecular mechanisms. As a first step toward testing this hypothesis, we examined modulation of brain Na(V)1.2a sodium channel alpha subunits expressed in Chinese hamster lung cells by a mutant beta1 construct with 34 amino acids deleted from the C-terminus. This deletion mutation did not modulate sodium channel function in this cell system. Co-immunoprecipitation data suggest that this loss of functional modulation was caused by inefficient association of the mutant beta 1 with alpha, despite high levels of expression of the mutant protein. In Xenopus oocytes, injection of approximately 10,000 times more mutant beta 1 RNA was required to achieve the level of functional modulation observed with injection of full-length beta 1. Together, these findings suggest that the C-terminal cytoplasmic domain of beta 1 is an important determinant of beta1 binding to the sodium channel alpha subunit in both mammalian cells and Xenopus oocytes.     

朱砂叶螨硒代谢通路基因筛选及硒磷酸合成酶 TcSPS1的原核表达和特性分析

【目的】本研究旨在筛选朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus硒代谢通路的关键基因,探究其在朱砂叶螨硒代谢中的功能。【方法】使用基因克隆技术对8条朱砂叶螨硒代谢通路基因进行克隆;利用qPCR技术检测这些基因在不同浓度(0, 5, 20和50 μmol/L)亚硒酸钠(Na₂SeO₃)处理的豇豆苗上饲养3 d的朱砂叶螨品系(短期硒饲养品系)雌成虫间以及朱砂叶螨普通品系(豇豆苗饲养)和长期硒饲养品系(20 μmol/L Na₂SeO₃处理的豇豆苗饲养超1年)雌成虫间的表达量差异,并分析它们对硒诱导的表达响应;原核表达差异表达基因TcSPS1,并测定获得的重组蛋白生化特性。【结果】成功克隆了朱砂叶螨硒代谢通路的8条基因TcTxnrd1, TcTxnrd2, TcSPS1, TcSPS2, TcSPS2-1, TcSPS2-2, TcSG和TcPSTK。qPCR结果表明TcSPS1和TcTxnrd2在短期硒饲养和长期硒饲养朱砂叶螨品系中均上调表达,且TcSPS1的表达量变化与硒浓度变化密切相关。原核表达系统成功获得TcSPS1可溶性重组蛋白,测得其重组蛋白比活力为2.366±0.046 nmol/mg pro·min,K_m和V_max值分别为10.054±0.062 μmol/L和29.633±1.777 nmol/mg pro·min。【结论】通过硒代谢通路基因分析,初步解释了朱砂叶螨对硒的适应的分子机制,并证明了上调表达的TcSPS1基因在朱砂叶螨产生对硒的适应中起着重要的功能。     

RNAi介导的GdHsp60和GdHsp70基因沉默对沙葱萤叶甲幼虫抗寒性的影响

【目的】本研究旨在比较不同RNAi方法对沙葱萤叶甲Galeruca daurica幼虫热激蛋白基因(GdHsp60和GdHsp70)的沉默效率,以选择一种可高效降低靶基因表达水平的研究方法,明确这两个热激蛋白在沙葱萤叶甲幼虫抗寒性中的作用。【方法】分别通过饲喂法和显微注射法进行RNAi沉默沙葱萤叶甲1和2龄幼虫的GdHsp60和GdHsp70,采用qPCR检测GdHsp60和GdHsp70的沉默效率;通过显微注射法分别 对GdHsp60和GdHsp70进行RNAi后24 h,用热电偶法测定沙葱萤叶甲2龄幼虫过冷却点和结冰点,生物测定沙葱萤叶甲2龄幼虫暴露于不同低温条件下(-6~-14℃) 2 h的半致死温度(Ltemp₅₀)以及在-5℃低温条件下处理不同时间后的半致死时间(Ltime₅₀)。【结果】用饲喂法和显微注射法进行RNAi均可以降低GdHsp60和GdHsp70的表达水平,但显微注射法的沉默效率更高。与对照组(显微注射dsGFP)相比,沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后,GdHsp60和GdHsp70的表达水平均降至最低,分别降低了84.15%和92.38%。在沙葱萤叶甲2龄幼虫中,显微注射dsGdHsp60 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别-10.56±0.42℃,-7.66±0.56℃,-8.33℃和49.25 h,显微注射dsGdHsp70 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别为-9.08±0.23℃,-6.09±0.28℃, -8.20℃和52.21 h,而对照组的分别为-14.71±0.11℃,-13.94±0.09℃,-10.63℃和87.13 h。与对 照组(显微注射dsGFP)相比,在沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后过冷却点 、结冰点和Ltemp₅₀显著上升,而Ltime50值显著缩短。【结论】显微注射法可作为沙葱萤叶甲Hsp相关基 因RNAi的主要干扰方法;沉默GdHsp60和GdHsp70基因均会显著降低了沙葱萤叶甲幼虫的抗寒能力。     

飞蝗雌成虫脂肪体G蛋白偶联受体鉴定及其在卵发育中的功能

【目的】本研究旨在鉴定飞蝗Locusta migratoria雌成虫脂肪体中表达的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)基因,揭示其在飞蝗卵发育和卵巢生长中的功能。【方法】基于前期获得的第1个促性腺周期内飞蝗雌成虫脂肪体转录组数据,鉴定和聚类分析GPCR基因;qRT-PCR检测GPCR基因在卵黄发生期飞蝗雌成虫脑、胸腹神经节、脂肪体、卵巢和中肠的组织特异性表达模式;通过RNAi实验分析GPCR基因在卵发育和卵巢生长中的功能。【结果】在飞蝗雌成虫脂肪体转录组中新鉴定到了29个GPCR基因。qRT-PCR分析显示,PTH/PTHrPR1和MSR分别在飞蝗雌成虫脂肪体和胸腹神经节中显著高表达,Mthl4, Mthl6和GPR119L在中肠中显著高表达, Octβ1R, CrzR, CCAPR, LGR2, mGluR和GABABR在脑中的表达水平显著高于在其他组织中的。RNAi筛选发现敲降5个GPCR基因CCAPR, PTH/PTHrPR1, ADGRL3, Mthl15和DHR的表达显著抑制飞蝗初级卵母细胞发育和卵巢生长。【结论】本研究结果有助于揭示昆虫高繁殖力的调控网络,并发掘新型害虫防治靶标。