东亚飞蝗胚胎体节的形成过程

体节形成是昆虫胚胎发育过程中的关键问题.东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是一种重要的农业害虫,其体节形成的时序过程尚无详细报道.本研究采用免疫组化和品红染色方法研究了室内人工饲养东亚飞蝗的体节形成过程.结果表明:完成受精后,细胞核开始分裂并向卵表面迁移.细胞核到达卵表面的...     

昆虫卵子发生调控因素的研究进展

动物卵原细胞形成成熟卵细胞的过程称为卵子发生。昆虫卵子发生在卵巢里进行,经历了卵原细胞的增殖、卵母细胞的生长和卵母细胞的成熟三个阶段。在此过程中,昆虫卵子的发生受到很多内外因素的影响,如基因、细胞因子和环境等。卵子的发生影响着成熟卵细胞的质量以及卵细胞与精子的结合。本文就影响昆虫卵子发生的因素进行综述。     

果蝇胚胎背腹图式的早期形成

果蝇卵的背腹极性和胚胎的背腹组织图式依赖于不同的背腹图式基因。在卵细胞发生中,背腹雌性致死基因最早表达,并可能通过生殖细胞和体细胞间的信息交流,使营养细胞和卵泡细胞分别在适当位置围绕卵细胞。雌性致死基因突变体的卵室中,3种细胞的异常分布使卵细胞外壳失去正常背腹极性。并且通过卵细胞内母体效应基因产物在背腹轴上异常分布,使胚胎发育成背方化或腹方化。母体效应基因cac的产物可能与d1蛋白结合,而使d1蛋白在留细胞质内。d1组其它基因产物通过蛋白酶解过程,将d1蛋白从cac复合体中解离,并转移到卵裂核内,形成从腹方到背方的形态发生原浓度梯度。不同浓度的核内d1蛋白能够抑制或激活不同的合子背腹基因的表达。在背腹轴水平上不同区域表达的合子基因产物最后通过调节组织分化基因,而决定局部的囊胚细胞向着不同类型的组织分化,形成正常的背腹组织图式。     

蝗卵的研究Ⅱ.蝗卵在孵育时的变化及其意义

一.引言 东亚飞蝗在卵階段的发育过程有许多地方是和其他种类的昆虫相类似的,但是也有许多地方可作为飞蝗种的特徵。蝗虫是陸棲的昆虫,它们的卵经常在土中孵育,因此在卵的生理和构造上有许多与此种生活习性相适应的特点。和其他昆虫的卵一样,蝗卵是一种有壳卵(cleidoic egg),但含有更为充分的营养物质。它外面的卵包膜     

东亚飞蝗WntA在胚胎发育阶段的时空表达

【目的】探讨东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis Wnt基因家族中WntA编码蛋白序列特征及其在胚胎发育阶段的时空表达谱,为进一步开展LmmWntA的功能研究及挖掘东亚飞蝗其他Wnt基因家族成员奠定基础。【方法】PCR克隆并利用邻接法(neighbor-joining, NJ)鉴定东亚飞蝗Wnt基因家族基因LmmWntA;通过同源序列多重比对分析LmmWntA氨基酸序列特征;利用整胚原位杂交技术对LmmWntA在东亚飞蝗产卵后(after egg laying, AEL)发育至12, 24, 35, 46, 56和65 h以及3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6.5, 8, 8.5, 9.5和11 d共17个连续胚胎发育阶段进行转录信号筛查。【结果】克隆获得东亚飞蝗LmmWntA(GenBank登录号：MW052768), CDS全长1 101 bp,编码336个氨基酸;LmmWtnA与头索动物、昆虫、有爪动物及环节动物WntA蛋白共同聚为WntA亚家族单系群;LmmWntA中段和C端与比对物种WntA蛋白序列保持了较高同源性,仅在N端信号肽...     

东亚飞蝗中肠几丁质酶基因的克隆、序列分析及组织定位

通过RACE方法,克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)几丁质酶基因 (LmChi)cDNA全序列 (GenBank 登录号：EF092841)。获得的cDNA全长1 604 bp,其中可读框1 452 bp, 编码483个氨基酸。推测其氨基酸序列与18家族昆虫几丁质酶有较高的相似性。与其他几丁质酶一样,东亚飞蝗几丁质酶序列也包含一个信号肽、一个几丁质酶活性位点、一个碳端丝氨酸富集区和一个几丁质结合域。半定量RT-PCR研究表明,LmChi基因只在东亚飞蝗不同发育阶段的中肠组织中表达,而在东亚飞蝗体壁、前肠和后肠均没有发现LmChi基因的转录。     

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。     

果蝇前后图式基因调控的层次性（下）

果蝇胚胎的前后极性和幼虫精细的体节图式是由一系列基因控制。这些基因在早期胚胎发育过程中显示不同的作用层次。首先,母性效应基因通过卵中编码的形态发生原,将胚胎分为前后极和两末端区。继而由体节缺口基因决定胚胎的第二次分区。在这基础上,体节成对基因和极性基因相继转录表达,分别决定重复体节的存在和每个体节的前后极性。最后,在体节基因活性影响下,由同源异型基因决定每个体节的特性。在果蝇早期发育中,正是由于上述不同层次的前后图式基因通过相互调节,按顺序在特定的空间相继表达,从而决定了幼虫规则体节的形成。     

飞蝗发育相关基因Omb的克隆、原核表达及时空表达分析

【目的】本研究克隆飞蝗Locusta migratoria发育相关的optomotor-blind(Omb)基因,并对其进行序列和表达分析,旨在更好地了解Omb基因在飞蝗翅发育中的作用及为进一步蝗灾的治理和防治提供新的理论依据。【方法】利用RT-RCR扩增飞蝗Omb基因cDNA序列,采用生物信息学软件分析该基因的核苷酸和氨基酸序列,利用MEGA 6. 0构建昆虫纲分子系统进化树;构建重组表达载体pET-30a/LmOmb,转化到大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中,SDS-PAGE及Western blot鉴定重组表达蛋白;基于qPCR技术分析Omb基因在飞蝗不同发育时期及成虫不同组织中的表达谱。【结果】克隆获得飞蝗Omb基因部分cDNA序列,命名为LmOmb(GenBank登录号:MG867658),其长792 bp,编码264个氨基酸,在第37-219位氨基酸之间存在一个T-box superfamily保守结构域。同源序列比对分析表明Lm Omb与褐飞虱Nilaparvata lugens Nl Omb氨基酸序列一致性为93%。在IPTG诱导下目标蛋白以6×His标签融合蛋白的形式在宿主菌中得到稳定表达。荧光定量PCR结果显示LmOmb基因在飞蝗不同发育时期均有表达,其中胚胎期的表达量最高,进入若虫期后表达量下降,且各龄若虫之间表达量相对平稳。Lm Omb基因在雌性和雄性成虫的胸部、足、腹部和翅中都有表达,且雌性和雄性之间表达量明显不同。【结论】LmOmb基因可能参与了飞蝗的胚胎发育。研究结果为进一步研究飞蝗LmOmb的功能提供了依据。     

东亚飞蝗细胞色素P450基因的克隆及表达分析

本文克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)细胞色素P450(cytochrome P450)基因全长,表达重组蛋白,并对其可溶性进行了分析。通过提取东亚飞蝗总的RNA,反转录成cDNA,设计特异性引物,PCR克隆东亚飞蝗细胞色素P450基因,将测序正确的目的片段克隆至原核表达载体pET-28a中,在大肠埃希菌Escherichia coli Rosetta中用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达。用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测重组蛋白表达结果。结果表明:东亚飞蝗细胞色素P450基因开放阅读框全长为1 551 bp,编码516个氨基酸,与GenBank中已登录的东亚飞蝗细胞色素P450基因(HM153426)的同源性为99%,重组质粒pET-28a-P450在E.coli Rosetta中获得高效表达,重组蛋白相对分子质量(Mr)约为53 000,主要以包涵体的形式存在。     

银鲫pou2基因在胚胎发育过程中的时空表达图式

用RACE-PCR方法从原肠期SMART文库中扩增到银鲫pou2基因的全长cDNA,其全长为2421bp,开放阅读框为1416bp,编码471个氨基酸,与斑马鱼pou2基因的氨基酸序列一致性高达91.0%。我们用RT-PCR和整体原位杂交的方法研究了银鲫pou2基因在胚胎发育过程中的时空表达图式。RT-PCR结果显示,银鲫pou2基因有母源转录本,其合子基因在高囊胚期强烈表达,在50%下包期和90%下包期也有高量的转录本,但在100%下包期表达量急剧降低,至体节期时已经完全检测不到其转录本。胚胎整体原位杂交结果显示其母源转录本在所有的胚盘细胞中。在高囊胚期和50%下包期,高度表达的合子转录本仍在所有的胚盘细胞中,但至90%下包期时,pou2的表达向胚胎背部的正中线汇聚,集中在神经板的两侧区域和脑部的两条横向条带。在100%下包期时,pou2的表达集中在神经板的中间区域以及预期形成的中后脑区域。至体节期时,转录本消失,这与RT-PCR结果高度一致。银鲫pou2基因的表达图式提示该基因在胚胎发育的早期具有重要作用,它可能参与调控神经板的形成和中后脑细胞的发育命运。     

东亚飞蝗主要过敏原精氨酸激酶基因的克隆表达、纯化及免疫原性鉴定

本研究克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)精氨酸激酶(arginine kinase,AK)基因全长,表达并纯化重组AK蛋白,研究重组蛋白的免疫反应性。东亚飞蝗AK基因开放阅读框全长为1 068 bp,编码355个氨基酸,与GenBank中已登录的东亚飞蝗AK(DQ513322)基因同源性为98%,重组质粒pET-28a-AK在E.coli中获得高效表达,重组蛋白相对分子质量(Mr)约为40 000,主要以可溶性形式表达,经亲和层析获得重组蛋白。通过免疫印迹分析结果表明,重组AK蛋白可被过敏性患者血清识别,免疫原性良好。结果表明我们成功获得东亚飞蝗精氨酸激酶全长基因并表达出重组AK蛋白,重组AK蛋白具有良好的免疫反应性。     

桉蝙蛾幼虫实时荧光定量PCR内参基因的筛选

本研究通过筛选桉蝙蛾Endoclita signifer Walker幼虫不同龄期与不同体节中稳定表达的内参基因，为桉蝙蛾基因表达研究提供参考。通过实时荧光定量PCR技术测定5个候选内参基因（ACTIN、GAPDH、TUB、RIB、EF）在桉蝙蛾幼虫不同龄期（3龄、5龄、9龄、12龄）与不同体节（头部、胸部、腹部）及全样品（由所有样品组成）处理中的表达量，后利用GeNorm、NormFinder、BestKeeper对5个候选基因的稳定性进行评估，最后由RefFinder综合分析结果，选出最佳的内参基因。基于4种分析方法的评估可知，桉蝙蛾5龄和9龄幼虫的不同体节、不同龄期幼虫的头部和胸部中内参基因的最佳数目为2，而3龄和12龄幼虫的不同体节、不同龄期幼虫的腹部及全样本中内参基因的最佳数目为3。3龄、5龄、9龄和12龄幼虫的不同体节中可分别选择ACTIN+RIB+GAPDH、EF+RIB、GAPDH+EF和ACTIN+RIB+GAPDH作为最稳定的内参基因组合；EF+RIB、RIB+GAPDH和EF+GAPDH+ACTIN可分别作为不同龄期幼虫头部、胸部和腹部的最佳内参基因组合；综合考虑桉蝙蛾幼虫不同龄期与不同体节的影响时，可选择RIB、ACTIN和GAPDH作为内参基因。     

葫芦岛地区东亚飞蝗体内的汞含量及分布

通过调查葫芦岛地区东亚飞蝗（Locusta migratoria manilensis）体内的Hg浓度,研究了Hg在其不同器官中的含量与分布。结果表明：葫芦岛地区东亚飞蝗体内的Hg浓度较高,Hg含量范围为0．33～174．86ng·g^-1,平均值为36．44ng·g^-1;东亚飞蝗体内总Hg及不同器官中总汞浓度均与体长、体质量呈显著的负相关;东亚飞蝗不同器官中的总Hg浓度为翅膀〉头〉腹〉胸≈足;随着飞蝗体质量增加,飞蝗体内绝对Hg含量增大,但生物量稀释作用使飞蝗体内总Hg浓度降低。Hg主要累积在飞蝗的翅膀和头部。生物量稀释作用及将Hg累积到翅膀中可能是东亚飞蝗抵御Hg危害的重要机制。     

不同地区的东亚飞蝗肠道微生物多样性分析

【目的】鉴于肠道微生物在昆虫环境适应过程中发挥重要作用,探索中国不同地区分布的东亚飞蝗肠道微生物多样性情况。【方法】本文利用Illumina NovaSeq测序平台对中国4个代表性蝗区的东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis Meyen)肠道微生物进行16S rRNA基因测序和分析,探究其多样性。【结果】分布区域、发育时期和性别对东亚飞蝗肠道微生物结构均影响明显,其中分布区域的影响最为显著,其次为性别和发育时期。多样性分析发现,采自广东省清远市和河北省沧州市的东亚飞蝗肠道微生物多样性差异性较大,所选取的8个环境因子中平均气温和降水量可影响东亚飞蝗的肠道菌群多样性。【结论】研究结果从共生微生物和环境因素角度解析了东亚飞蝗的环境适应性,为研制地理溯源技术和开发微生物制剂提供了科学依据。     

东亚飞蝗fem-1基因的克隆与表达分析

秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans fem-1基因是性别决定的关键基因。本研究基于生物信息学方法从东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis的转录组数据库中克隆出了线虫fem-1的3个同源基因, 将其分别命名为Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c (GenBank登录号分别为AB698670, AB698671和AB698672)。其cDNA序列长度分别为2 233, 2 625和2 142 bp, 分别编码662, 642和638个氨基酸。生物信息学分析显示, Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c分别含有6, 8和8个典型的锚蛋白重复序列模体。组织表达谱分析发现, Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c基因在检测的所有组织中都有表达, 但均在精巢中的表达水平最高, 说明Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c基因可能参与东亚飞蝗的多种生理过程, 并受到严格的表达调控。而且, 随着精巢的发育, Lmfem-1a, Lmfem-1b和Lmfem-1c的表达均逐渐增强, 可能与东亚飞蝗的精子形成有关, 但这3个基因是否参与东亚飞蝗的性别决定还有待进一步研究。     

果蝇卵子发生中独特表达的蛋白

运用单抗技术我们制备了六个单抗,其中四个分别识别在果蝇卵子发 生不同时间和空间表达的抗原。Ｂ２抗原最早出现,主要由包囊细胞和营养细胞合成。该抗原通过运输进入并定人闰在卵后区。Ｆ９抗原随后出现在卵细胞的后区。继而Ｅ８抗原表达并定位在卵细胞膜上。     

果蝇卵子发生中独特表达的蛋白

运用单抗技术我们制备了六个单抗,其中四个分别识别在果蝇卵子发生不同时间和空间表达的抗原。B2抗原最早出现,主要由包囊细胞和营养细胞合成。该抗原通过运输进入并定位在卵母细胞后区。F9抗原随后出现在卵细胞的后区。继而E8抗原表达并定位在卵细胞膜上。C3抗原表达最晚。主要分布在成熟卵的前后两端外侧的卵黄膜间隙中。这些抗原所具有的独特表达和分布图式提示它们在卵子发生中可能具有一定的独特功能。     

东亚飞蝗UBX结构域包含蛋白基因LmUBX2的克隆和表达分析（英文）

【目的】UBX结构域包含蛋白是p97/CDC48的辅助因子。p97在泛素化相关的多种细胞过程中起着重要的作用,如依赖泛素-蛋白酶体系统的蛋白质降解和同型膜融合等。本研究旨在克隆东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)的UBX结构域包含蛋白基因,分析其组织和发育表达格局,为进一步研究UBX结构域包含蛋白基因的功能奠定基础。【方法】通过分析东亚飞蝗的转录组数据克隆UBX结构域包含蛋白基因,采用实时定量PCR技术分析该基因在不同发育时期和成虫不同组织中的表达水平。【结果】克隆到东亚飞蝗的一个UBX结构域包含蛋白基因,命名为LmU BX2。LmU BX2开放阅读框长1 020 bp,编码399个氨基酸,预测分子量和等电点分别为37.8 kD a和6.03,与其他UBX结构域包含蛋白的氨基酸一致性为37%~64%,N端和C端分别有一个保守的UBA结构域和UBX结构域。序列比较和系统发育分析发现LmU BX2属于SAKS1亚家族。定量分析发现,LmU BX2在整个生命周期中都有表达,但成虫期的表达水平最高;在检测的所有组织中都有表达,但在精巢和卵巢中表达水平最高。【结论】研究结果说明LmU BX2可能参与东亚飞蝗多种生理过程,尤其可能与东亚飞蝗的生殖有关,但还需深入研究。     

Cloning and prokaryotical expression of CarE gene in Locusta migratoria manilensis

羧酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,其主要功能是水解和结合内源性和外源性含有酯键的有毒物质,减缓其到达靶标部位的时间.东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)是我国重要的农业害虫,对其羧酸酯酶基因克隆和表达有助于深入探索杀虫剂代谢毒理机制.本研究首先对羧酸酯酶基因(CarE4)进行了克隆,并将其插入到pCold TF DNA Vector中,在大肠杆菌中进行了原核表达,最后用疏水层析和离子交换层析方法对目的蛋白进行了纯化.本文成功建立了羧酸酯酶蛋白原核表达和纯化技术体系,为进一步研究东亚飞蝗羧酸酯酶的生理功能、结构特点和作用原理提供了基础资料.