棉铃虫P450基因CYP6AE12和CYP9A18的克隆与mRNA表达水平

采用RT-PCR和RACE技术克隆到2个新的棉铃虫细胞色素P450基因：CYP6AE12和CYP9A18。CYP6AE12的cDNA编码区长1 569 bp,编码523个氨基酸;CYP9A18的cDNA编码区长1 590 bp,编码530个氨基酸。用实时定量PCR技术分析了这2个基因在棉铃虫YS敏感品系和YS-FP抗性品系(由氰戊菊酯加辛硫磷混剂筛选YS品系而得) 6龄幼虫脂肪体和中肠中mRNA的表达水平。结果表明：CYP6AE12和CYP9A18的mRNA表达具有组织特异性,CYP6AE12在脂肪体中表达量较高,而CYP9A18在中肠中的表达量较高。与相对敏感品系YS相比,CYP6AE12在YS-FP抗性品系中肠和脂肪体中的mRNA表达量分别为YS品系的3.6倍和1.3倍;CYP9A18在YS-FP品系中肠和脂肪体的mRNA表达量分别为YS品系的0.3倍和1.0倍。CYP6AE12的过量表达与YS-FP品系棉铃虫的抗药性可能有一定关系。     

家蚕细胞色素P450基因Bmcyp6u1的克隆、序列分析与表达谱

细胞色素P450第6亚家族基因为昆虫所特有,与抗性相关。为了检测家蚕Bombyx mori cyp6u1基因是否与耐氟性相关,首先克隆了cyp6u1基因。采用生物信息学方法获得与黑腹果蝇Drosophila melanogaster cyp6u1基因同源的家蚕B. mori cyp6u1基因序列, 预测该序列的开放阅读框（ORF）为1 476 bp, 编码491个氨基酸, 推定的蛋白质分子质量为56.15 kD, 等电点为9.23。以家蚕5龄第3天幼虫精巢cDNA为模板, 设计特异引物PCR扩增出一条约1 500 bp的条带, 大小与家蚕cyp6u1序列的ORF预测值接近, 命名为Bmcyp6u1基因（GenBank登录号：HM130560）。同源性分析表明, Bmcyp6u1基因与蜜蜂Apis mellifera的同源基因cyp6AS13的相似性为56%, 与拟南芥Arabidopsis thaliana的cyp72A82的相似性为48%, 与人Homo sapiens的cyp3A7基因的相似性为50%。芯片数据分析表明, Bmcyp6u1基因在家蚕5龄第3天幼虫各组织表达量很低, 只在精巢组织(5龄第3天)稍有表达, 推测该基因具有组织特异性。     

家蚕核型多角体病毒egt基因的分子进化分析

过PCR方法获得家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclearpolyhedrosis virus,BmNPV）的蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因（egt）片段,序列分析表明该片段带有EGT的完整ORF,推测的多肽可形成EGT结构域的高级结构。为了研究egt的起源,利用家蚕基因组数据库,电子克隆了多个家蚕尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因,在此基础上进行了进化分析,表明BmNPV的EGT为antennal-enriched型UGT;推测核型多角体病毒（nucleopolyhedrivirus,NPV）和颗粒体病毒（granulovirus,GV）的egt基因在进化上来源于昆虫的UGT基因,但GV的egt基因在进化上的起源可能要早于NPV的egt基因;可能在昆虫祖先种进化形成不同昆虫目的某一时期,杆状病毒的祖先种从昆虫中获得了antennal-enriched型UGT基因,并进化为egt基因。家蚕的部分UGT基因与转座子元件连锁的基因组结构特点反映了杆状病毒的egt基因可能通过转座子的传递而获得。     

蜕皮激素诱导下家蚕CYP3基因家族的表达变化

为了研究家蚕Bombyx mori CYP3家族基因经蜕皮激素诱导后的表达变化, 用蜕皮激素溶液（2×10^-3 μg/μL）浸泡的桑叶喂食家蚕B. mori 5龄幼虫, 以不用蜕皮激素处理的桑叶喂食家蚕为对照, 采用双跟踪标定定量PCR（dual-spike-in qPCR）方法, 检测在蜕皮激素诱导下家蚕中肠和脂肪体内CYP3基因家族的转录水平。结果表明: 与对照相比, 在蜕皮激素诱导下家蚕幼虫体内脂肪体中CYP302, CYP306和CYP339的转录水平分别上升了191.4, 7.4和421倍, 在中肠中变化不显著; 其余基因转录水平变化不明显或检测不到转录活性。结果说明CYP339基因有可能参与家蚕蜕皮激素的代谢, 这为进一步研究P450基因与内源物质的关系提供理论基础。     

棉铃虫性染色体两种分子标记的克隆及序列分析

为了建立棉铃虫Helicoverpa armigera性染色体的特异性分子标记,利用RAPD-PCR技术对雌雄棉铃虫基因组DNA进行筛选,从500种随机引物中筛选到1 条引物（Operon编号为AF-18）,可扩增出1条约450 bp 的雌性特异片段。经克隆测序并合成特异引物进行验证,表明该片段为棉铃虫雌性特异分子标记,位于W染色体上。利用家蚕、果蝇等昆虫Kettin基因序列,克隆了棉铃虫的同源基因HaKettin片段,并采用荧光定量PCR技术,以棉铃虫的DH-PBAN基因为参照基因,检测棉铃虫雌雄不同个体间HaKettin基因与DH-PBAN基因的拷贝数之比,结果表明：雄体HaKettin∶DH-PBAN=1.0,雌体HaKettin∶DH-PBAN=0.5,据此推断HaKettin基因位于棉铃虫Z染色体上。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。     

光肩星天牛体内纤维素酶活性及其与寄主选择的关系（英文）

为了揭示光肩星天牛Anoplophora glabripennis Motschulsky纤维素酶与寄主选择的关系, 以4种不同寄主树种（新疆杨Populus alba var. pyramidalis Bunge、箭杆杨Populus nigra var. thevestina (Dode) Bean、合作杨Populus simonii × Populus pyramidalis cv. opera Hsu和漳河柳Salix matsudana f. lobato-glandulosa Faug et Liu来源的光肩星天牛幼虫, 和以取食5种不同树种（臭椿Ailanthus altissima、毛白杨Populus tomentosa、合作杨、旱柳Salix matsudana Koidz.和复叶槭Acer negundo Linn.）的光肩星天牛成虫为实验对象, 测定其纤维素酶活性。结果表明: 不同寄主来源的光肩星天牛幼虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在1.36~2.71 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.57~4.86 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间;取食不同树种的光肩星天牛成虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在4.08~9.27 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.87~6.08 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间。不同寄主树种来源的光肩星天牛幼虫体内纤维素酶活性无显著性差异, 取食与否以及取食树种的不同对光肩星天牛成虫纤维素酶活有较大影响。     

米蛾体内Wolbachia的wsp基因序列测定与系统发育分析

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的一类共生菌, 它们参与多种调控寄主的生殖活动机制。通过对wsp基因的特异性扩增和测序,发现了Wolbachia在米蛾Corcyra cephalonica (Stainton)体内的感染。利用所测序列和其他已发表的序列建立系统树,结果表明米蛾体内Wolbachia属于B大组的Pip类群,与其寄生物茧蜂及赤眼蜂中的Wolbachia各株系遗传距离相差较远。据此推测米蛾体内感染的Wolbachia不是由寄生物（茧蜂、赤眼蜂）水平传播所致。     

亚洲玉米螟幼虫体内酚氧化酶原激活蛋白酶cDNA片段的克隆与序列分析

为研究亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)幼虫体内酚氧化酶原激活蛋白酶（prophenoloxidase activating proteinase, PAP）表达调控的分子机理, 本研究根据不同昆虫酚氧化酶原激活蛋白酶基因序列的保守区域, 设计合成简并引物, 采用RT-PCR技术从亚洲玉米螟5龄幼虫中扩增出PAP的一段cDNA片段, 大小为509 bp, 编码169个氨基酸, 预测分子量为18.7 kD, 理论等电点(pI值)为5.1。该基因序列中含有丝氨酸蛋白酶样结构域中保守的催化三联体, 不含发夹结构域。BlastP分析结果表明: 该片段的氨基酸序列与烟草天蛾Manduca sexta PAP-3和冈比亚按蚊Anopheles gambiae发夹型蛋白B1的氨基酸序列一致性最高, 为47%; 与烟草天蛾PAP-2、家蚕Bombyx mori PPAE、 斜纹夜蛾Spodoptera litura PPAE-3、 蓖麻蚕Samia cynthia ricini PAP和黑腹果蝇Drosophila melanogaster丝氨酸蛋白酶7的氨基酸序列的一致性分别为45%, 45%, 44%, 43%和41%。构建系统发育树, 对其进化关系进行了初步分析, 结果显示: 亚洲玉米螟PAP与烟草天蛾PAP-3和斜纹夜蛾PPAE-3的亲缘关系较近, 与黑腹果蝇丝氨酸蛋白酶7和冈比亚按蚊发夹型蛋白B1的亲缘关系较远。这些结果说明克隆得到的cDNA片段为亚洲玉米螟幼虫PAP基因靠近羧基端的部分序列。     

感染稻水象甲的Wolbachia基因组中插入序列的鉴定与分析

共生细菌Wolbachia对宿主的生殖起多种调控作用。以往研究表明, Wolbachia基因组中广泛存在插入序列(insertion sequence, IS), 它们对宿主基因组的可塑性、 多样性和进化起重要作用。稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel在东亚是一种外来水稻害虫, 在原产地北美营两性生殖, 而在所有入侵地均营孤雌生殖。本研究采用PCR法从河北唐海孤雌生殖型稻水象甲体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp4和ISWosp6; 从美国德克萨斯州两性生殖型稻水象甲成虫体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp3和ISWosp5。碱基序列比对显示: ISWosp3和ISWosp4属于IS3家族IS3组成员, ISWosp5为IS4家族IS231组成员, ISWosp6为IS5家族IS1031组成员。对这些IS的ORF结构、 所编码氨基酸序列的结构等进行了分析, 推测ISWosp5具有潜在转座活性。所得结果增进了我们对Wolbachia IS3, IS4和IS5家族插入序列的认识, 同时为今后从IS的角度探讨Wolbachia与稻水象甲生殖的关系奠定了基础。     

不同饲料饲育的家蚕幼虫肠道细菌的多样性分析

【目的】为研究饲料对不同家蚕Bombyx mori品种肠道微生物菌群的影响。【方法】以筛选到的家蚕广食性品种GS和普通品种1015为研究对象,收集从收蚁开始分别饲育桑叶(GS. m和C1015. m组)和人工饲料(GS. b组)至4龄盛时期的家蚕肠道样本,采用高通量测序的方法对其肠道微生物16S r DNA的V3-V4区进行测序分析,比较它们之间肠道微生物的差异。【结果】在门水平上,所测家蚕肠道样本的优势菌为厚壁菌门(Firmicutes)和变形杆菌门(Proteobacteria);在科水平上,所测样本主要优势菌为明串珠菌科(Leuconostocaceae)、乳酸杆菌科(Lactobacillaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)等;在属水平上,所测样本主要的优势菌为魏斯氏属Weissella、乳酸菌属Lactobacillus、布赫纳氏菌属Buchnera、甲基杆菌属Methylobacterium、叶瘤菌属Phyllobacterium、肠球菌属Enterococcus和脆弱拟杆菌属Bacteroides等。家蚕品种GS经桑叶和人工饲料饲育后,甲基杆菌属Methylobacterium、布赫纳氏菌属Buchnera等菌属仅在桑叶饲育的GS肠道内出现,而魏斯氏菌Weissella、短芽孢杆菌属Brevibacillus等菌属只在人工饲料饲育的GS肠道内出现。同是桑叶饲育的家蚕品种GS和1015,其肠道内相同的优势菌有叶瘤菌属Phyllobacterium、脆弱拟杆菌属Bacteroides、不动细菌属Acinetobacter等。相较于广食性蚕品种GS的肠道菌群,肠球菌属Enterococcus、草螺菌属Herbaspirillum、丝硫菌属Thiothrix等菌属仅在普通蚕品种1015肠道中被检测到。GS. b组家蚕肠道细菌的物种多样性低于GS. m和C1015. m。GS. m肠道中丰度差异显著性最高的菌群为变形菌门(Proteobacteria),GS. b肠道中丰度差异显著性最高的菌群为杆菌纲(Bacilli)和乳杆菌目(Lactobacillales),而C1015. m肠道中丰度差异显著性最高的菌群为粪肠球菌属Enterococcus和肠球菌科(Enterococcaceae)。【结论】经桑叶饲育的不同蚕品种(GS和1015)的肠道微生物比人工饲料饲育的家蚕肠道微生物更趋于一致;经桑叶饲育的广食性家蚕肠道微生物物种多样性较高于经人工饲料饲育的广食性家蚕。     

对Bt蛋白敏感敏感和敏感的棉铃虫中肠细菌群落的比较

摘要：【目的】通过比较Cry1Ac蛋白抗性及敏感棉铃虫中肠细菌群落的结构组成,研究中肠微生物是否与棉铃虫Bt抗性产生有关。【方法】首先提取了棉铃虫中肠微生物基因组DNA,通过PCR扩增获得了16S rDNA全长片段及V3区。采用基于16S rDNA 的免培养技术—16S rDNA文库建立和变性梯度凝胶电泳（DGGE）研究了国内特有的Bt抗性和敏感品系棉铃虫中肠细菌群落组成,并对其进行分析和比较。【结果】16S rDNA文库测序结果表明,抗性品系与敏感品系棉铃虫中肠细菌群落特别是优势菌群非常相似,但在部分劣势菌群上存在差异。抗性品系中主要优势菌有：不可培养微生物（Uncultured bacterium）占56.4%,鹑鸡肠球菌（Enterococcus gallinarum）占17.0%,铅黄肠球菌（Enterococcus casseliflavus）占17.0%;敏感品系中主要优势菌为不可培养微生物（Uncultured bacterium）60.2%,鹑鸡肠球菌（Enterococcus gallinarum）占19.3%,铅黄肠球菌（Enterococcus casseliflavus）占14.7%。随后进行的PCR验证表明,部分有差异的劣势菌在两种品系虫体都存在。DGGE图谱分析表明,这两个品系棉铃虫中肠菌群相似性达到92.3%。【结论】敏感品系与抗性品系棉铃虫肠道菌群组成极其相似,推测抗性的产生与肠道微生物无直接关系。     

Impact on Bacterial Community in Midguts of the Asian Corn Borer Larvae by Transgenic Trichoderma Strain Overexpressing a Heterologous chit42 Gene with Chitin-Binding Domain

This paper is the first report of the impact on the bacterial community in the midgut of the Asian corn borer (Ostrinia furnacalis) by the chitinase from the transgenic Trichoderma strain. In this study, we detected a change of the bacterial community in the midgut of the fourth instar larvae by using a culture-independent method. Results suggested that Proteobacteria and Firmicutes were the most highly represented phyla, being present in all the midgut bacterial communities. The observed species richness was simple, ranging from four to five of all the 16S rRNA clone libraries. When using Trichoderma fermentation liquids as additives, the percentages of the dominant flora in the total bacterial community in larval midgut changed significantly. The community of the genus Ochrobactrum in the midgut decreased significantly when the larvae were fed with the fermentation liquids of the transgenic Trichoderma strain Mc4. However, the Enterococcus community increased and then occupied the vacated niche of the Ochrobactrum members. Furthermore, the Shannon–Wiener (H) and the Simpson (1-D) indexes of the larval midgut bacterial library treated by feeding fermentation liquids of the transgenic Trichoderma strain Mc4 was the lowest compared with the culture medium, fermentation liquids of the wild type strain T30, and the sterile artificial diet. The Enterococcus sp. strain was isolated and characterized from the healthy larvae midgut of the Asian corn borer. An infection study of the Asian corn borer larvae using Enterococcus sp. ACB-1 revealed that a correlation existed between the increased Enterococcus community in the larval midgut and larval mortality. These results demonstrated that the transgenic Trichoderma strain could affect the composition of the midgut bacterial community. The change of the midgut bacterial community might be viewed as one of the factors resulting in the increased mortality of the Asian corn borer larvae.     

不同抗药性水平二化螟幼虫中肠细菌群落多样性分析

为探讨二化螟Chilo suppressalis （Walker）肠道微生物多样性与抗药性的关系, 本研究采用基于16S rDNA 的变性梯度凝胶电泳(DGGE)和16S rDNA文库序列分析方法, 检测和分析了二化螟4个抗药性水平不同的种群幼虫中肠细菌群落多样性。生测结果表明, 以二化螟黑龙江种群（HLJ种群）作为相对敏感品系, 连云港种群（LYG种群）对杀虫单、 毒死蜱、 三唑磷的抗性为低抗至中抗水平, 瑞安种群（RA种群）和诸暨种群（ZJ种群）的抗性为中抗至极高抗水平, 这3个种群对阿维菌素均为敏感水平。16S rDNA文库序列分析表明, PCR 扩增得到的16S rDNA基因代表了二化螟幼虫中肠内21种细菌系统发育型, 其中大多数属于链球菌属Streptococcus。在不同抗药性水平二化螟种群中, 幼虫中肠微生物群落除ZJ种群的Lactococcus garvieae, L. lactissubsplactis和Ochrobactrum anthropic等3种菌较丰富外, 其余均以肠球菌属Enterococcus为主。DGGE 图谱显示, HLJ种群条带较为单一, LYG种群条带最为丰富, ZJ种群与RA种群条带丰富度相似。4个种群均出现Enterococcus faecium, E. hirae. 和Arthrobacter sp.等细菌, 且以肠球菌属Enterococcus为主。结果显示了不同抗药性水平的二化螟种群中肠细菌群落的丰富度存在差异, 推测可能与二化螟不同抗药性差异有关。     

喜树碱对草地贪夜蛾幼虫中肠细菌群落组成及多样性的影响

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)是一种重要的入侵害虫,对多种作物生产造成严重的威胁.喜树碱是一种单萜类吲哚生物碱,对草地贪夜蛾幼虫生长发育具有显著抑制效果.本研究采用饲料混药法将喜树碱以1 mg/kg浓度处理草地贪夜蛾4龄幼虫3 d,解剖幼虫收集中肠内容物后采用16S rDNA...     

氟化物对家蚕耐氟和氟敏感品种肠道中留存产酶菌群落组成和多样性的影响

【目的】研究氟化物对家蚕Bombyx mori肠道内留存产酶菌的影响, 有助于了解家蚕耐氟和氟敏品种的耐氟力差异。【方法】分别给家蚕耐氟品种T6和氟敏品种734添食NaF溶液浸泡后的新鲜桑叶, 至5龄第3天取材。采用筛选培养基筛选产蛋白酶、 纤维素酶、 脂肪酶、 淀粉酶的菌株, 并结合16S rDNA系统发育关系, 对菌株进行分类鉴定。【结果】家蚕肠道内产消化酶细菌有芽孢杆菌属Bacillus、 葡萄球菌属Staphylococcus、 肠杆菌属Enterobacter和不动杆菌属Acinetobacter和微小杆菌属Exiguobaterium, 其中芽孢杆菌Bacillus sp.、 葡萄球菌Staphylococcus sp. 和不动杆菌Acinetobacter sp.细菌可同时产4种酶。氟中毒后T6肠道内产酶菌由5种减少到4种, 734肠道内产酶菌由2种减少到1种。【结论】家蚕肠道内留存的产酶菌与家蚕自身的耐氟能力相关。     

不同饲料饲养家蚕其肠道微生态优势菌群类型的组成及差异性

为探讨鳞翅目昆虫的生长发育及抗病性与肠道微生态状况的关系,以不同的桑科植物柘叶与桑叶分别饲养家蚕,采用纯培养分离检测技术、16S rDNA序列测定和系统发育分析方法,对4、5龄家蚕肠道优势菌群的类型进行了鉴定和差异性分析。结果表明:柘叶与桑叶饲养家蚕共有的优势菌群有短波单胞杆菌属(Brevundimonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus)4个类群。从桑叶饲养家蚕肠道中检索到的优势菌群还有气单胞菌属(Aeromonas)、短杆菌属(Brevibacterium)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、埃希氏菌属(Escherichia)和克雷伯氏菌属(Klebsiella)5个类群,而从柘叶饲养家蚕肠道中检索到的优势菌群仅有假单胞菌属(Pseudomonas)和土壤杆菌属(Agrobacterium)2个类群。饲料的改变导致家蚕肠道微生态细菌种群组成的变化,从柘叶饲养家蚕肠道中分离出的优势菌群与桑叶饲养的家蚕相比,出现较大差异且不如桑叶饲养家蚕的菌群丰富。推测这种改变可能与柘叶饲养家蚕生长发育不良、容易患病具有相关性。     

云南普洱江城县草地贪夜蛾幼虫肠道中可培养细菌的分离及鉴定

云南省普洱市江城县是草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda入侵云南乃至我国的第一站,为了解入侵云南省普洱市江城县的草地贪夜蛾肠道中的细菌群落组成,以采集于江城县玉米田的草地贪夜蛾幼虫为材料,运用传统微生物分离纯培养方法,结合16S rRNA测序及同源性分析方法研究了草地贪夜蛾幼虫肠道中可培养细菌多样性。结果表明,普洱江城县玉米田草地贪夜蛾肠道中分离获得18株细菌,隶属于8个属,分别为肠球菌属Enterococcus、芽孢杆菌属Bacillus、葡萄球菌属Staphylococcus、产碱普罗威登斯菌属Providencia、克雷伯氏菌属Klebsiella、沙雷氏菌属Serratia、不动杆菌属Acinetobacter、巨球菌属Macrococcus。其中肠球菌属Enterococcus的丰度最高,分别占LB培养基和NA培养基所有分离菌株的65.06%和44.20%。该研究明确了入侵云南省普洱市江城县的草地贪夜蛾肠道中细菌的优势种类及丰富度,为后期草地贪夜蛾肠道细菌多样性研究及其功能和防治研究奠定理论基础。