柑橘大实蝇滞育和非滞育蛹体内海藻糖含量的调控

【目的】通过比较柑橘大实蝇Bactrocera minax蛹滞育期与滞育前和滞育后以及滞育蛹与非滞育蛹体内海藻糖和葡萄糖含量的变化、海藻糖合成代谢途径中关键酶的活力变化以及关键酶基因的表达量变化,明确蛹滞育期间海藻糖合成代谢途径中关键酶对海藻糖含量的调控。【方法】利用分光光度法检测柑橘大实蝇滞育前(1日龄蛹)、滞育期(30,60和90日龄蛹)以及滞育后(120和150日龄蛹)蛹体内海藻糖与葡萄糖含量的变化,以及海藻糖合成代谢途径中的海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)、海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶(TPP)和海藻糖酶(Tre)活力的变化;利用实时定量荧光PCR(qPCR)检测TPS,TPPB,TPPC-1,TPPC-2和Tre-1基因表达量的变化。向1日龄蛹体内注射20-羟基蜕皮酮(20E)作为处理(以注射10%乙醇为对照),分别于注射后1和30 d比较处理组与对照组蛹体内海藻糖与葡萄糖含量、关键酶活力以及上述基因表达量的差异。【结果】柑橘大实蝇蛹进入滞育后,海藻糖含量显著升高,葡萄糖含量无显著变化; TPS和TPP的酶活力以及TPS,TPPC-1和TPPC-2表达量在化蛹后逐渐升高,于滞育期达到最高水平,维持至羽化前显著下降;TPPB表达量在整个蛹期无显著差异; Tre酶活力以及Tre-1表达量在化蛹后逐渐升高,于滞育早期达到最高水平,随后显著下降,羽化前再次显著上升。注射20E后1 d,与对照组相比,处理组蛹体内海藻糖与葡萄糖含量、关键酶(TPS,TPP和Tre)活力以及TPS,TPPC-2和Tre-1表达量无显著变化,TPPB表达量显著下降,TPPC-1表达量显著上升;注射后30 d,与对照组滞育蛹相比,处理组非滞育蛹海藻糖含量显著上升,葡萄糖含量、TPS和Tre酶活力、TPS和Tre-1表达量显著下降,TPP酶活力以及TPPB和TPPC-2表达量无显著差异。【结论】柑橘大实蝇蛹体内海藻糖的含量在合成代谢途径中关键酶的调控下,随着滞育状态发生变化,表明海藻糖与滞育之间存在密切的关系,但其作用机理仍待进一步研究。     

本期重点推介

正昆虫体内海藻糖含量及海藻糖酶活力变化与昆虫滞育和滞育的解除有密切关系。为了探讨柞蚕Antheraea pernyi蛹滞育过程中海藻糖酶基因的作用,沈阳农业大学生物科学技术学院王德意、王勇和秦利等利用RT-PCR技术从柞蚕蛹中克隆获得3个海藻糖酶基因,再分别采用半定量RT-PCR和qPCR方法检测了这些基因在柞蚕滞育和发育蛹不同组织中的表达谱及长光照(17L∶7D)处理蛹滞育解除过程中脂肪     

柞蚕蛹滞育和滞育解除过程中海藻糖酶基因表达模式及酶活力分析

【目的】克隆柞蚕Antheraea pernyi海藻糖酶(trehalase,Treh)基因,探讨该基因在柞蚕蛹滞育和滞育解除过程中的表达模式与海藻糖酶活力变化,为阐明柞蚕蛹滞育期间糖代谢机制提供参考。【方法】利用RT-PCR技术从柞蚕蛹中克隆获得海藻糖酶基因,并对其进行生物信息学分析。采用半定量RT-PCR检测长光照(17L∶7D)处理后的滞育解除柞蚕蛹与对照滞育蛹不同组织中该基因的表达谱;采用实时定量PCR(qPCR)分析其在长光照下滞育解除过程中柞蚕蛹脂肪体中的相对表达量变化。利用3,5-二硝基水杨酸法检测脂肪体中海藻糖酶活力的变化,同时采用蒽酮比色法测定其血淋巴中海藻糖含量。【结果】克隆获得柞蚕3个海藻糖酶基因,分别命名为ApTreh1A,ApTreh1B和ApTreh2(GenBank登录号分别为:KU977455,KU977456和KU977457),开放阅读框(ORF)全长分别为1 797,1 635和1 932 bp,分别编码598,544和643个氨基酸。同源序列比对与系统进化树分析表明,ApTreh1A和ApTreh1B为可溶型海藻糖酶(Treh S),ApTreh2为膜结合型海藻糖酶(Treh M)。半定量RT-PCR检测发现,各组织中ApTreh2比ApTreh1的分布更广且表达量更高。qPCR检测发现,ApTreh1A和ApTreh1B在长光照处理后的柞蚕蛹脂肪体中,21 d时表达量都表现出快速升高[分别是对照组(12L∶12D)的2倍和4.7倍],28 d与35 d时下降,42 d时表达量再次升高;ApTreh2随着滞育的解除表达量逐渐升高,28 d时达到最高(约为对照组的2.7倍),42 d时又出现一个小高峰(约2.3倍),后期逐渐下降。长光照下脂肪体中海藻糖酶活力逐渐升高,21 d时达到最高(约18.5 U),35 d时降到最低(约11.2 U),42 d时其酶活力再次略微升高,之后呈下降趋势,与基因表达变化趋势一致。蛹血淋巴中海藻糖含量在长光照条件下呈现出升高趋势,21 d时达到最高,在整个发育时期的含量比对照组要高。【结论】本研究结果表明柞蚕蛹滞育解除过程中海藻糖酶基因表达的变化与蛹脂肪体中海藻糖酶活性、蛹血淋巴中海藻糖含量的变化趋势呈一致性,提示海藻糖酶基因的表达响应在柞蚕蛹滞育解除中发挥重要作用。     

柞蚕蛹解除滞育过程中海藻糖合成酶基因的表达变化

【目的】克隆柞蚕Antheraea pernyi海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)基因,并对其进行组织表达分析,探讨该基因在柞蚕滞育蛹解除滞育过程中的表达规律,为阐明柞蚕滞育期间碳水化合物代谢规律与蛹滞育解除的关系提供数据支持。【方法】利用PCR及3'RACE技术从柞蚕幼虫脂肪体组织中克隆得到TPS基因,并进行生物信息学分析;RT-PCR检测该基因在柞蚕幼虫各组织中的表达分布,进一步采用Real-time PCR分析柞蚕滞育蛹解除滞育过程中该基因在脂肪体组织和血淋巴中的表达量变化。【结果】克隆获得柞蚕海藻糖合成酶基因并命名为ApTPS。其开放阅读框长2 487 bp,编码828个氨基酸,蛋白预测分子量为93.19 k D,等电点(p I)4.61;无信号肽,无跨膜区。蛋白质亚细胞定位预测该蛋白定位于细胞质中;蛋白质结构域分析表明,ApTPS有两个保守功能区:TPS(第22-497位氨基酸)和TPP(第532-772位氨基酸)。组织特异性分析表明,ApTPS基因在柞蚕幼虫脂肪体中表达量最高;柞蚕解除滞育过程中,ApTPS在脂肪体和血淋巴中的表达量均有所升高,且显著高于对照组(P0.05),但血淋巴中表达量的升高滞后于脂肪体。【结论】结果提示ApTPS参与了柞蚕蛹滞育中碳水化合物代谢调控并在其中发挥重要作用,与柞蚕蛹滞育解除关系密切。     

温度对柑橘大实蝇滞育蛹能量结构与代谢的影响

【目的】为从生理生化水平上探讨越冬温度对柑橘大实蝇Bactrocera minax(Enderlein)滞育蛹的调控生理机制。【方法】测定了不同恒温条件下柑橘大实蝇越冬蛹滞育期虫体粗脂肪和糖类物质含量的变化动态。【结果】低温(12℃)越冬促进了虫体粗脂肪的积累,随温度升高,粗脂肪含量逐渐减少;总糖含量随越冬温度升高,趋于倒"U"型变化;虫体海藻糖含量先升后降(24℃除外),随温度上升,海藻糖含量最高值时期逐渐提前,且最大值逐渐降低;虫体糖原含量变化趋势各不相同,随温度升高,糖原含量最高值时期逐渐接近滞育解除期,越冬温度升高促进了柑橘大实蝇越冬蛹滞育期后期糖原的积累。此外,16℃下越冬,同时期各物质的含量均低于其它处理,说明在16℃下越冬加快了虫体能量物质的代谢或转换。【结论】不同恒温越冬,柑橘大实蝇越冬滞育期能量代谢方式不同,表明越冬温度与越冬蛹的能量代谢特点存在密切的关系。本研究结果对深入了解柑橘大实蝇越冬蛹能量代谢生理机制具有一定的参考价值。     

温度在柑橘凤蝶蛹滞育解除中的作用

调查温度在柑橘凤蝶Papillio xuthus L.滞育蛹解除中的作用。结果显示,羽化温度在15,20,25和30℃时,滞育蛹最早羽化分别在第45,16,11和第5天,发育历期分别为60.3,26.0,15.2和11.6d,羽化持续时间分别为35,19,14和15d。同时低温处理(10℃)显示,25℃时,低温处理0,20和40d后,滞育蛹分别在处理后第38,第14和第13天开始羽化,羽化时间持续分别为40,71和16d,发育历期分别为60.9,28.5和19.0d。结果表明,随着羽化温度升高和低温处理时间延长,滞育蛹羽化时间提前,发育历期缩短。但当羽化温度超过25℃后,滞育蛹发育历期差异已不显著。     

光周期和温度对大草蛉滞育解除及滞育后发育和繁殖的影响

【目的】大草蛉Chrysopa pallens(Rambur)是自然界重要的天敌昆虫,以预蛹兼性滞育越冬。本研究旨在明确光周期和温度对大草蛉滞育解除及滞育后发育和繁殖的影响。【方法】在室内观测了不同温度(22℃和25℃)和光周期(15L∶9D及9L∶15D)条件下大草蛉预蛹的滞育解除及滞育解除后的蛹期、蛹存活率、成虫鲜重、成虫寿命、产卵前期和单雌产卵量等生物学特性,以及5℃低温处理对预蛹滞育解除的作用,并分析了滞育持续时间对大草蛉滞育解除后发育和繁殖的影响。【结果】在光周期15L∶9D和9L∶15D下,25℃下大草蛉预蛹期(分别为50.09和49.47 d)显著短于22℃下(分别为80.80和82.20 d)。5℃低温处理极显著延长了大草蛉预蛹期(P0.01),且缩小了预蛹期的个体差异。22℃下,与非滞育预蛹相比,滞育后预蛹的存活率显著降低,蛹期和产卵前期显著延长,雌成虫寿命显著缩短,成虫鲜重和单雌产卵量显著下降。22℃,光周期15L∶9D下大草蛉的滞育持续时间为50~170 d,且能影响滞育后发育:随着滞育持续时间的延长,蛹期逐渐延长,雌、雄成虫的鲜重逐渐降低,雄成虫寿命呈先延长后缩短的趋势,蛹存活率、雌成虫寿命、产卵前期和单雌产卵量没有显著性差异。【结论】试验条件下,两种光周期对大草蛉滞育解除、滞育后发育和繁殖没有明显的影响,而温度是调节大草蛉滞育发育和繁殖的重要因子。较高温度能促进滞育的解除,低温处理能够同步种群的滞育发育。大草蛉的滞育存在生殖代价,滞育持续时间影响滞育解除后的部分生物学特性。     

葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、序列分析及滞育相关表达

海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）是昆虫海藻糖合成途径中的关键酶之一。本研究通过对葱蝇Delia antiqua海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、 序列分析及滞育相关表达的分析, 旨在证明该基因在能源合成以及抵御高温和低温环境方面发挥重要作用, 为进一步弄清葱蝇滞育分子机制提供理论依据。根据葱蝇抑制消减杂交文库中的EST序列信息, 设计特异性引物, 并通过RACE技术克隆了葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因全长cDNA, 命名为DaTPS1 （GenBank登录号： JX681124）, 其全长为2 904 bp, 开放阅读框2 448 bp, 编码815个氨基酸, 推测其相对分子质量为91.2 kD, 等电点为5.96。生物信息学分析表明, 该基因编码的氨基酸序列具有两个保守结构域, 与其他物种TPS具有较高的同源性, 其中和黑腹果蝇Drosophila melanogaster亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性为92.1%; 其蛋白质三维结构有15条大的α螺旋和11股反向平行的β链折叠。RT-PCR分析表明, DaTPS1在葱蝇非滞育、 夏滞育和冬滞育期蛹中都有表达, 但是非滞育期各时期表达量基本没有变化, 而在夏滞育和冬滞育蛹的滞育前期表达量较高, 滞育保持期表达量较低, 滞育期后期表达量又有所升高。推断在葱蝇蛹夏滞育和冬滞育期前期, TPS1开始催化合成较多的海藻糖以提高滞育期抵御不良环境的能力, 滞育保持期蛹的新陈代谢降低, 所需能量较少, 所以TPS1处于低水平表达状态, 而滞育期结束后, 蛹生长发育逐渐恢复, 所需能量有所增加, TPS1的表达量再次升高。本研究对揭示昆虫TPS在能量代谢通路中的作用及昆虫滞育的分子机理具有一定的科学意义。     

1986年度日本第一次联合高考生物学试题(附答案)

第一题阅读下文A、B,回答1—5问(20分) A 将柞蚕幼虫饲养在25℃条件下,由于给予的光照条件不同,有的发育成非滞育蛹(不经滞育而发育为成虫的蛹),有的发育成滞育蛹(发育中途停止,越冬的蛹)。问1 在各种日照长度条件下,滞育蛹的出现率如下图所示。从图l所示结果,可以得     

低温对麦红吸浆虫滞育解除及蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90表达水平的影响

【目的】本研究旨在明确破茧率和破茧所需时间作为典型的专性幼虫期滞育昆虫麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana滞育解除指标的可行性,探讨蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90在低温解除滞育中的作用。【方法】9月上旬采自田间的麦红吸浆虫滞育幼虫在低温(4℃)和自然变温处理不同时间(0~90 d)后转移至24℃化蛹,调查幼虫的破茧率、化蛹率及破茧和化蛹所需时间;采用qPCR技术分析4℃低温终止滞育并在24℃下恢复发育的幼虫EcR, Hsp70和Hsp90的mRNA水平。【结果】不同时间低温(4℃)和自然变温处理的麦红吸浆虫滞育幼虫破茧率和化蛹率以及破茧和化蛹所需时间均存在显著差异。未经低温(4℃)处理的幼虫在水分满足的条件下破茧率为71.3%,但均不能化蛹;低温(4℃)处理60 d内,随着处理时间的延长破茧率和化蛹率逐渐升高,破茧和化蛹所需时间逐渐缩短;与4℃低温处理30~60 d相比,自然变温处理30~60 d的幼虫化蛹率显著较低;4℃低温处理60 d和自然变温处理90 d后幼虫的化蛹率均超过91%。低温(4℃)处理显著提高了麦红吸浆虫幼虫EcR, Hsp70和Hsp90的表达量,其中处理30 d时其表达量最高,随着低温(4℃)处理时间的延长,表达量逐渐降低,大部分幼虫滞育解除后表达量趋于恒定。【结论】低温能显著促进麦红吸浆虫的滞育解除,效果优于9-10月自然变温;破茧率及破茧所需时间可作为评判麦红吸浆虫幼虫滞育强度的参考,但不能独立作为滞育解除的指标;EcR,Hsp70和Hsp90的表达水平与滞育强度密切相关,在麦红吸浆虫滞育解除中发挥潜在作用。     

西安市学生膝部长骨的干骺融合时间与身高等发育指标的关系

本文根据西安市2612例学生的活体测量以及电子计算机对数据的统计分析,得出了西安市学生身高等发育指标及有关指数,绘制了有关的发育曲线,讨论了身高等发育指标与膝部长骨干骺融合的关系。