家蚕滞育卵与非滞育卵中几种关键酶活性的比较

家蚕Bombyx mori是卵滞育的昆虫, 在滞育期间无形态变化, 也不存在器官发育和组织分化, 然而其生理代谢过程仍在进行。为进一步研究家蚕滞育的机制, 本研究测定了家蚕滞育卵、 即时浸酸处理的滞育卵及非滞育卵在胚胎发育过程中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD, EC 1.15.1.1)、 过氧化氢酶(catalase, CAT, EC 1.11.1.6)、 丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK, EC 2.7.1.40)、 乙酰胆碱酯酶(acetylcholine esterase, AchE, EC 3.1.1.7)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH, EC 1.1.1.28) 的活性变化。结果表明： 处理后1-7 d, 即时浸酸处理的滞育卵, SOD活性由56 517.00 U/g提高到81 986.94 U/g, CAT活性由14.98 U/g提高到106.90 U/g, PK活性由25.19 U/g提高到181.70 U/g, AChE活性由17.88 U/g提高到287.86 U/g, 而LDH活性由169.96 U/g下降到122.82 U/g。 而在非滞育卵中, SOD活性由86 417.99 U/g下降到66 024.19 U/g, LDH活性由169.07 U/g下降到135.02 U/g; CAT活性由1.47 U/g提高到44.37 U/g, PK活性由20.56 U/g提高到92.09 U/g, AChE活性由21.40 U/g提高到99.17 U/g。在滞育卵中, SOD和AChE活性较稳定; CAT活性随发育上升, 而LDH活性随发育而下降; PK活性在胚胎发育的前 4 d呈上升趋势, 随后基本保持稳定。通过了解家蚕滞育卵、 非滞育卵与即时浸酸卵的相关酶活性在胚胎发育过程中存在的变化, 有助于进一步揭示家蚕滞育的机理。     

昆虫滞育与激素调节

<正> 滞育是广泛地存在于昆虫界的一种现象,是昆虫在长期与环境条件斗争中所获得一种特殊生存本领。滞育利于虫体适应不利环境条件及种群同步生长发育。然而,昆虫要实现滞育,还必须通过昆虫体内激素的调节控制。因此,滞育是一个从接收外界环境信号一直到体内激素进行调节复杂的生理过程。激素控制滞育在不同种昆虫中各不相同,下面按虫态滞育类型加以叙述。 一、卵滞育 卵滞育即胚胎滞育,可以发     

环境条件诱导的家蚕滞育系与非滞育系中游离核苷酸的动态变化

家蚕二化性品种卵的滞育性是由亲代卵胚胎期接受的环境条件决定。在生物体中,ATP和UTP不仅是遗传物质的原料和能量物质,也是重要的信号分子,它们作为神经递质可以激活许多生理过程。本研究利用高压液相色谱(HPLC)检测了家蚕二化性品种大造刚孵化幼虫和终龄幼虫的游离核苷酸的含量。结果表明,预定次代产滞育卵[亲代卵高温(25℃)光照]比预定次代产非滞育卵[亲代卵低温(15℃)黑暗]的刚孵化幼虫整体特别是头部ATP和UTP含量高,并达到显著水平,随着发育到上簇阶段,这种差异显著增加。这些结果暗示,家蚕体内特别是头部游离核苷酸与由环境诱导的家蚕卵滞育性有关,为进一步研究家蚕脑对环境条件的接受、保持的机制提供了一条重要途径。     

即时浸酸显著提高滞育性家蚕卵辅酶Ⅰ和Ⅱ含量

即时浸酸在阻止家蚕Bombyx mori卵滞育发动的同时, 提高了其呼吸耗氧量, 抑制了山梨醇积累。本研究利用HPLC法测定了家蚕滞育卵和5 min即时浸酸滞育性卵中辅酶Ⅰ和Ⅱ含量。结果表明： 产下后24-72 h, 家蚕滞育卵中NAD, NADH, NADP和NADPH含量分别下降了30%, 37%, 50%和4%; 而即时浸酸滞育性卵中分别增加了77%, 46%, 142%和241%。不过, 即时浸酸并未显著改变滞育性家蚕卵中NADH/NAD和NADPH/NADP比值。据此推测, 即时浸酸提高滞育性家蚕卵辅酶Ⅰ含量与其呼吸耗氧量增加有关; 即时浸酸显著提高辅酶Ⅱ含量与山梨醇积累抑制无关, 而主要与生物合成加强有关。     

大猿叶虫滞育进程中成虫内生殖系统的形态特征

大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly是十字花科蔬菜的一种重要害虫,以成虫在土壤中滞育越冬和越夏。本研究通过解剖大猿叶虫非滞育成虫,观察描述了雌雄成虫内生殖系统的结构特点,并绘制了雌雄成虫内生殖系统模式图。对滞育初期、滞育期间、滞育解除后未取食和滞育解除后取食成虫解剖显示,滞育初期,雌雄成虫内生殖系统几乎与羽化初期成虫一致。滞育期间雄成虫的附腺和射精管亦不发达,滞育解除后未取食雄成虫的附腺膨大且粗于输精管,射精管略膨大,取食雄成虫的射精管呈不透明淡桔黄色。滞育期间雌成虫的卵巢小,略大于滞育初期卵巢,少数卵巢小管的基部可见具卵黄原沉淀的卵粒。滞育解除后未供食雌成虫卵巢明显膨大可见大量成形卵粒,部分卵粒可见卵黄原沉淀;取食雌成虫的卵巢膨大,可见大量成熟卵粒,侧输卵管和总输卵管中可见待产的卵。作者认为,大猿叶虫成虫在滞育期间能够缓慢发育,部分滞育前积累的代谢物质被用于滞育后发育,但只有经过取食,成虫才能正常交配和产卵。     

幼虫的滞育

昆虫幼虫的滞育,当是一种复杂的生理现象,以前有人认为昆虫的蛹在缺乏必要的激素,可以苏醒过来,蚕卵的滞育,许多人都认为卵中含有滞育激素的缘故。最近经过好些人的研究结果,认为昆虫幼虫的滞育,乃是它的内分泌器官的咽侧体中含有返幼激素(corpus allatum hormone)来控制着的。最近已有将幼龄激素的提炼及其化学性貭研究     

光周期对飞蝗三个地理种群胚胎滞育和生殖的影响(英文)

本文研究了光周期对飞蝗三个地理种群胚胎滞育和生殖的影响。结果表明飞蝗不同地理种群胚胎滞有特性存在显著差异。新疆和硕飞蝗种群无论在长光照还是短光照下均产滞育卵,属于专性滞育;天津北大港和新疆哈密飞蝗种群的胚胎滞育随光周期的不同而变化,长光照和短光照下分别产非滞有卵和滞育卵,属于不同类型的兼性滞育。在纬度等条件差别不大的情况下,海拔高度对滞有特性的影响可能起主导作用。长光照延长哈密和北大港飞蝗种群的产卵前期、降低其产卵频率及产卵量;但对和硕飞蝗种群的这些特性无明显影响。和硕飞蝗种群胚胎打破滞育所需的低温处理时间较哈密和北大港飞蝗种群所需时间长。     

西伯利亚蝗卵发育过程的比较转录组分析及滞育关联基因筛选

【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DSvs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。     

家蚕滞育激素基因的克隆

利用放射性同位素３２Ｐ－ｄＣＴＰ标记家蚕滞育激素ｃＤＮＡ作为探针,从家蚕基因库大约４×１０~５个噬菌体斑中筛选得到３０个阳性克隆,其中３个克隆具有相同的限制性内切酶图谱,并测知插入ＤＮＡ约１８ｋｂ,用限制性内切酶ＳａｌＩ、ＥｃｏＲＩ切割,进行次克隆。用ＴａｑＤｙｅｐｒｉｍｅｒ序列测定法,得到部分核苷酸序列,经比较,鉴定了这３个克隆确属滞育激素基因。基因组Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析,推定家蚕滞育激素基因属单基因编码。     

昆虫滞育的分子机理——Ⅰ.家蚕胚子发育期的温度条件与滞育激素基因表达

运用分子生物学方法 ,解决了环境条件通过什么途径决定昆虫滞育的关键一步 :即环境信号能诱导家蚕胚期滞育激素基因表达 .胚期滞育激素cDNA被克隆 ,测序结果表明胚期的滞育激素基因表达完全属实 .测定了不同胚期的滞育激素基因的发育表达 ,推定滞育激素基因表达在头部的食道下神经节 .根据实验结果 ,提出环境条件诱导滞育的一种假说 .     

昆虫滞育诱导的分子调控机制

滞育是昆虫长期适应不利环境的重要对策之一,对昆虫的生存、繁衍和进化都具有重要意义。滞育一般分为滞育前期、滞育期和滞育后期3个阶段,其中,滞育前期包括滞育诱导期和滞育准备期,是确保昆虫顺利进入滞育的重要时期。本文首先简要概括了光周期、温度、湿度、食料等外界环境因素在不同昆虫滞育诱导中的作用;然后系统综述了滞育激素、保幼激素、蜕皮激素、促前胸腺激素和胰岛素等内分泌激素,生物钟通路的节律基因,以及DNA甲基化、小RNA和组蛋白修饰等表观遗传修饰在昆虫滞育过程,尤其是滞育诱导调控中的作用,并以黑腹果蝇Drosophila melanogaster的生殖滞育为例,总结了昆虫滞育诱导调控的分子通路;最后就目前昆虫滞育诱导调控研究中亟待解决的问题和后续重点研究方向进行了探讨,展望了将昆虫滞育研究应用于害虫防控实践的主要策略和前景。     

沙葱萤叶甲卵滞育的转录组学分析

【目的】建立沙葱萤叶甲Galeruca daurica滞育卵转录组数据库,挖掘卵滞育相关的基因以及代谢和信号通路,在转录组水平探讨卵滞育的分子机制。【方法】采用Illumina NovaSeq6000高通量测序平台对沙葱萤叶甲滞育卵与解除滞育卵进行转录组测序,并进行生物信息学分析;利用DESeq软件分析沙葱萤叶甲滞育卵与解除滞育卵中的差异表达基因,对差异表达基因进行KEGG通路富集分析;利用qRT PCR技术对10个差异表达基因的表达模式进行验证。【结果】基于沙葱萤叶甲滞育卵与解除滞育卵转录组测序结果,共获得53 389个unigene,其中差异表达基因2 145个,24个差异表达基因与保幼激素信号及脂肪酸生物合成和降解相关。与解除滞育卵相比,滞育卵转录组中1 297个基因上调表达,富集于124条KEGG通路,其中核糖体通路显著富集;848个基因下调表达,富集于73条KEGG通路,其中MAPK信号通路和糖胺聚糖生物合成通路显著富集。qRT-PCR结果表明,随机选取的10个差异表达基因的表达趋势与RNA-Seq转录组测序结果完全一致。【结论】保幼激素,脂肪酸生物合成和降解,核糖体,MAPK信号及糖胺聚糖生物合成等通路可能在沙葱萤叶甲卵滞育调控中起着重要的作用。     

意大利蝗的胚胎发育及卵滞育发生的胚胎发育阶段

【目的】明确意大利蝗Calliptamus italicus (L.)胚胎发育及卵滞育发生的胚胎发育阶段。【方法】2013-2014年间,通过室外胚胎发育进度检测和室内孵化培养观察,研究其胚胎发育等级、滞育和越冬的胚胎阶段及自然越冬滞育的解除。【结果】意大利蝗的胚胎发育可划分为18个阶段;意大利蝗胚胎有反向移转、转旋和顺向移动3种胚胎转动方式;意大利蝗卵滞育发生的胚胎发育阶段为第Ⅻ阶段。自然条件下,意大利蝗卵发育至次年1月21日,仅部分卵解除滞育,解除滞育卵的发育历期最长;随着越冬时间的延长,解除滞育的卵逐渐增多,其发育历期逐渐缩短;直至次年3月29日卵基本完全解除滞育。意大利蝗雌成虫所产的早中期卵（7月27日-8月16日所产卵）以胚胎发育第Ⅻ阶段（滞育发生的胚胎发育阶段）越冬,于翌年4月16日（侯地温平均值：7.59℃,最高温：15.95℃,最低温：2.67℃）继续发育;雌成虫所产的晚期卵（8月28日-9月4日所产卵）,自11月4日（侯地温平均值：7.32℃,最高温：9.00℃,最低温：5.18℃）开始以胚胎第Ⅹ阶段越冬,于翌年3月29日（侯地温平均值：3.78℃,最高温：10.27℃,最低温：0.14℃）继续发育。【结论】意大利蝗雌成虫所产的早中期和晚期卵,其越冬胚胎发育阶段、开始越冬时间及越冬后继续发育的时间均不同。     

即时浸酸显著降低滞育家蚕卵的还原型与氧化型谷胱甘肽比值

即时浸酸在阻止家蚕Bombyx mori卵滞育发动的同时, 显著提高了家蚕卵H₂O₂含量。还原型谷胱甘肽（reduced glutathione, GSH）与氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione, GSSG）的比值是一种氧化胁迫状态的动态指标。为了调查即时浸酸是否造成滞育家蚕卵氧化胁迫, 本研究利用分光光度法分别测定了滞育家蚕卵和5 min即时浸酸滞育家蚕卵中GSH和GSSG含量以及谷胱甘肽转移酶（glutathione-S-transferase, GST）活性。结果表明: 处理后24 h, 即时浸酸处理家蚕卵的总谷胱甘肽（GSH+2GSSG）含量、 GSH含量、 GSSG含量、 GSH/GSSG比值和GST活性分别相当于同期滞育家蚕卵的204%, 78%, 550%, 14%和97%。据此推测, 即时浸酸在阻止滞育发动的同时, 可能通过促进GSH氧化为GSSG, 而显著降低了GSH/GSSG比值, 使家蚕卵处于过氧化状态。     

黄脊雷蓖蝗越冬卵的滞育发育特性

黄脊雷蓖蝗Rammeacris kiangsu Tsai是我国竹林的重要害虫,1年发生1代,以卵越冬。为弄清其卵滞育发育特性,调查了卵期温度及低温处理对其卵孵化的影响,检测了恒温条件下胚胎的发育进度及卵粒含水量、过冷却点的变化。结果表明,在不同的卵期温度条件下黄脊雷蓖蝗卵的孵化前期均较长,且孵化不整齐、孵化期间长;低温处理30、60或90 d可显著促进其卵的孵化,低温处理的时间越长效果越明显。说明黄脊雷蓖蝗的卵存在滞育现象,低温能明显降低其卵滞育强度。胚胎头幅、触角长度及体长的测量结果显示,25℃温度条件下的黄脊雷蓖蝗的胚胎发育可划分为3个阶段,即前期的持续发育阶段、中期的发育延迟阶段和后期的发育恢复阶段。产卵后40 d左右卵进入滞育,40—75 d为卵的深度滞育期。黄脊雷蓖蝗的卵粒产下后水分含量较低,在25℃的温度条件下,于产卵后25 d前后有一快速的吸水过程,其后卵粒的含水量增加缓慢,可见其卵粒的吸水发生在进入滞育状态之前。在25℃的条件下,黄脊雷蓖蝗卵粒过冷却点的变化亦包含3个阶段,即胚胎发育初期的较高阶段、中期持续而稳定的较低阶段及后期的提升阶段,可以认为黄脊雷蓖蝗越冬卵耐寒性的提高与其滞育的发生密切相关。     

中华稻蝗不同地理种群杂交子代的滞育率

为弄清中华稻蝗Oxya chinensis Thunberg卵滞育的遗传特征,调查中华稻蝗济宁、泗洪及株洲3个地理种群卵滞育的地理变异及亲本对杂交子代滞育的影响。结果表明:南方的株洲种群仅部分卵进入滞育,滞育率较低,而纬度较高的济宁、泗洪种群的卵滞育率达100%。说明不同地理种群的中华稻蝗卵滞育率存在着地理变异。将完全滞育的济宁、泗洪种群与滞育率较低的株洲种群的雌雄成虫进行正反杂交,济宁与株洲种群、泗洪与株洲种群的子代均有部分卵为非滞育卵,与株洲种群的滞育特征相似。但不管是以株洲种群为父本,还是为母本,杂交子代的滞育率均显著高于株洲种群,而与完全滞育的济宁、泗洪种群更为接近,说明中华稻蝗卵滞育的发生受雌雄基因的共同作用,但滞育程度与滞育率高的亲本的关联性更大。     

低温冷藏提高家蚕滞育卵NAD含量和胞质苹果酸脱氢酶活性

为了调查5℃低温处理是否改变家蚕Bombyx mori卵滞育NAD代谢, 本研究利用HPLC和分光光度法测定了经25℃和5℃分别处理的滞育卵中NADH 含量、 NAD⁺含量、 乳酸脱氢酶（LDH）活性和胞质苹果酸脱氢酶（cMDH）活性。结果表明： 5℃处理的NAD（NADH + NAD⁺）含量和cMDH活性分别增加了106%和53%, 并且显著高于25℃处理（P< 0.01）; 但是两种处理的NADH/NAD⁺比值和LDH活性没有显著差异（P> 0.05）。据此推测, 5℃低温处理加强了家蚕滞育卵NAD⁺合成和再生能力。     

家蚕滞育性卵盐酸处理的靶物质

酯酶A4（EA4）是家蚕卵的滞育生物钟蛋白质。从家蚕C108品种产下后48 h的滞育性卵和盐酸活化处理卵分离纯化出EA4酶蛋白,使用合成的EA4活性多肽抑制因子PIN（氨基酸结构：SIFMTKQHSQ DDIIQHPLDY VEQQIHQQKQ KLQKQTLN）,研究了PIN对EA4酶蛋白的作用机制。滞育性卵的EA4酶蛋白和PIN在25℃混合24h后,用矩阵辅助激光解吸离子质谱法,检测到了二者的结合体,该结合体在盐酸处理后消失;盐酸活化处理蚕卵的EA4酶蛋白和合成PIN之间没有出现这种结合体。体外25℃,滞育性蚕卵EA4的ATPase特征性活性峰在6.5 h后出现,而盐酸活化处理蚕卵的EA4在1.5 h后出现活性峰值。盐酸处理可能通过解除PIN对EA4的抑制作用,在短时间内激活EA4酶蛋白,从而活化滞育性蚕卵。     

昆虫滞育的研究进展

对于大多数昆虫种群,滞育是一个生长发育过程中的选择,生物体具有识别周围环境改变的能力,通过调节昆虫自身内分泌机制,进而决定是否进入滞育状态。滞育可以发生在昆虫生命过程中的任何时期,其中卵期是最适昆虫滞育的时期之一。本文综述昆虫滞育,特别是卵滞育的研究,主要集中在以下方面：个体生态学、环境生理学、内分泌学、生物化学和分子生物学。     

家蚕滞育激素－性信息素合成激活肽基因的表达

家蚕滞育激素－性信息素合成激活肽基因的表达徐卫华（中国农业科学院蚕业研究所,江苏镇江,２１２０００）山下兴亚（名古屋大学农学院,日本名古屋,４６４－０１）关键词滞育激素－性信息素合成激活肽基因;发育阶段;表达;家蚕昆虫是地球上最繁盛的物种,占地球上生...