湖北省两栖类一新纪录——大绿臭蛙

2009年8～9月及2010年7月,在湖北省宜昌市高家堰镇采集两栖类标本,其中,部分臭蛙标本被鉴定为大绿臭蛙(Odorrana graminea),属湖北省新纪录。要确定中国大绿臭蛙各居群的关系、澄清其分类问题,有必要进行适度的资源考察和深入的系统地理学研究。     

中华按蚊CYP6Y亚家族基因的鉴定和生物信息学分析

【目的】鉴定中华按蚊Anopheles sinensis CYP6Y亚家族基因,分析它们的结构和特征,推测其可能的功能。【方法】以冈比亚按蚊An. gambiae CYP6Y1作为询问序列,通过双向Blast方法检索中华按蚊转录组中CYP6Y亚家族基因,并通过生物信息学方法分析基因结构、特征及可能的功能。【结果】从中华按蚊转录组测序数据中鉴定出2条CYP6Y亚家族基因,分别命名为AsCYP6Y1（GenBank登录号：KF709397）和AsCYP6Y2（GenBank登录号：KF709398）。序列分析显示,AsCYP6Y1和AsCYP6Y2全长分别为1 713 bp和1 815 bp,分别编码502和526个氨基酸。基因结构分析显示,该亚家族基因仅含有1个相位1型内含子并与其他P450基因形成保守的共线性分布。蛋白结构分析显示,这2个基因编码的蛋白含P450特有的5个特征序列和6个底物结合位点,且均不存在信号肽,其亚细胞定位为细胞质。3D结构分析显示,AsCYP6Y1有18条α螺旋和13股反向平行的β折叠,AsCYP6Y2有19条α螺旋和11股反向平行的β折叠。通过同样的方法,在达林按蚊An. darlingi中也鉴定出2个CYP6Y亚家族基因。系统进化分析显示,AsCYP6Y1和AsCYP6Y2分别与其他3种按蚊的CYP6Y1和CYP6Y2聚成一支,Bootstrap值均大于90%。替换率分析显示,中华按蚊AsCYP6Y1和AsCYP6Y2与其他3种按蚊同源基因的Ka/Ks均小于1。相对进化速率分析显示,中华按蚊CYP6Y和CYP6M亚家族的相对进化速率均显著快于CYP6P亚家族,而CYP6Y和CYP6M亚家族之间没有显著差异。【结论】在中华按蚊和达林按蚊中存在2个CYP6Y亚家族基因,之前在冈比亚按蚊和不吉按蚊An. funestus中也发现2个CYP6Y亚家族基因,表明CYP6Y亚家族基因可能在按蚊属广泛存在,且可能为按蚊属昆虫所特有。     

CRISPR/Cas9介导的HDR型基因驱动技术在蚊虫遗传防控中的研究进展

基因驱动(gene drive)是指特定基因或遗传元件以超孟德尔遗传(super-Mendelian inheritance)的形式由亲代传递给子代的现象.近年来,基于基因驱动的遗传特点及其分子机制方面的理论基础,在CRISPR/Cas9基因编辑系统的支持下,基因驱动型遗传控制技术成为了蚊虫基础生物学与防治领域的前沿研究热点,并涌现出一些切实有效,且兼顾生态稳定的重要成果.本文就基因驱动的基本原理、CRISPR/Cas9介导的HDR型基因驱动技术策略、减少驱动抵抗和潜在风险的改进策略以及基因驱动的模拟分析等几方面的研究进行了综述,以期为高效与安全的驱动型蚊虫遗传防控技术体系的开发提供参考.     

支架材料对棕色脂肪源性干细胞向起搏细胞诱导分化的影响

目的观察不同三维支架材料对棕色脂肪来源干细胞（BADSCs）诱导分化成起搏细胞的效果,为构建生物起搏器提供实验依据。 方法将培养7 d的原代BADSCs分别种植到胶原海绵、明胶海绵和透明质酸水凝胶3种不同的材料中,在不同时间用光镜和扫描电镜观察细胞-支架复合体中细胞形态学的变化,免疫荧光染色检测心肌细胞、起搏细胞相关蛋白的表达。采用单因素方差分析。 结果细胞在3种支架上均能存活、增殖,LIVE/DEAD检测显示,培养3 d的胶原海绵、明胶海绵和透明质酸水凝胶3种细胞-支架复合物死细胞率分别为（46.35±1.50）%、（47.00±1.60）%和（1.76±1.08）%,其中细胞在透明质酸水凝胶中死亡率最低,并且细胞-透明质酸水凝胶复合物可自发性地搏动,三组比较差异具有统计学意义（F = 37.56,P < 0.05）。培养至2周时,胶原海绵、明胶海绵和透明质酸水凝胶中Connexin45细胞阳性率分别为（10.67±1.25）%、（13.67±1.25）%和（21.00±1.60）%,差异有统计学意义（F = 9.435,P < 0.01）,HCN2细胞阳性率分别为（11.00±1.60）%、（14.00±2.16）%和（34.33±3.68）%,差异有统计学意义（F = 17.52,P < 0.01）,HCN4细胞阳性率分别为（18.67±2.05）%、（13.00±1.60）%和（66.00±2.94）%,差异有统计学意义（F = 27.96,P < 0.01）,Sr细胞阳性率分别为（13.00±1.63）%、（14.33±1.24）%和（75.33±3.30）%,差异有统计学意义（F = 36.40,P < 0.01）,水凝胶中Connexin45、HCN2、HCN4和Sr的细胞阳性率均高于胶原海绵和明胶海绵,差异均具有统计学意义（P < 0.05）。 结论BADSCs在胶原海绵、明胶海绵和透明质酸水凝胶中均能很好地生长和分化,但透明质酸水凝胶更适用于组织工程化起搏器的构建。     

昆虫表皮蛋白基因研究进展

在昆虫表皮的发生、分化和昆虫躯体外部重要部位及器官的构建中,表皮蛋白是不可或缺的组成元素。本文在简要总结了目前昆虫表皮蛋白鉴定与分类方面研究的基础上,重点对近10年来昆虫表皮蛋白基因的时空表达模式、激素及转录因子对表皮蛋白基因表达的调控、表皮蛋白基因功能的研究进展进行了综述,探讨了其在害虫防治中可能的应用前景,旨在为进一步研究昆虫表皮蛋白基因及其潜在利用价值提供参考。目前报道的昆虫表皮蛋白序列已超过1 400条,分为12个家族,如CPR, CPF, CPFL和Tweedle等。经由蜕皮激素激活的相关转录因子（如βFTZ-F1和BR-C等）作用于表皮蛋白基因上游的顺式作用元件,开启或关闭基因,以调控表皮蛋白基因的表达。表皮蛋白基因在昆虫表皮整合,体形塑造,活动能力,抗逆与抗药性,以及先天免疫等生理现象和生理过程中有不可或缺的作用。因此,如果能够通过抑制关键表皮蛋白基因的表达,或将其从基因组中删除,以阻碍昆虫的发育或扰乱昆虫的繁殖能力,或可为害虫防治策略提供参考。     

昆虫钠离子通道基因突变及其与杀虫剂抗性关系的研究进展

昆虫电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel)存在于所有可兴奋细胞的细胞膜上,在动作电位的产生和传导上起重要作用,是有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的靶标位点。在农业和医学害虫控制过程中,由于有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的广泛使用,抗药性问题日益突出。其中,由于钠离子通道基因突变,降低了钠离子通道对有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂的亲和性,从而产生击倒抗性(knock-down resistance, kdr),已成为抗性产生的重要机制之一。本文综述了昆虫钠离子通道的跨膜拓扑结构、功能、进化及其基因的克隆;更重要的是总结了已报道的40多种昆虫40个钠离子通道基因非同义突变,以及钠离子通道基因选择性mRNA剪接和编辑,以及它们与杀虫剂抗性的关系;也评述了钠离子通道基因突变引起蛋白质结构的改变,从而对杀虫剂抗性的影响机制。这些研究对于进一步鉴定与杀虫剂抗性相关的突变及抗性机制,开发有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂抗性分子监测方法具有重要意义。     

S_(180)肉瘤细胞对小鼠基因组DNA结构变化影响的核磁共振氢谱~1H—NMR研究

本实验利用核磁共振技术,对体内培养了腹水癌小鼠肝细胞基因组DNA的结构变化进行了测试,发现随致癌时间的延长,基因组DNA内胸腺嘧啶核苷酸周围的化学环境发生了定向的变化,造成DNA核磁共振氢谱中,部分胸腺嘧啶的甲基质子发生了化学位移,在′H-NMR图谱中1.9ppm峰Ⅰ减小,而2.6-2.7ppm区域的峰Ⅱ却明显增加,结果使双峰比(峰Ⅰ积分面积/峰Ⅱ积分面积)显著下降,本文为研究癌症发生和发展的遗传学机制提供了一个新的方法.     

细胞色素P450基因AsCYP6Z2在中华按蚊溴氰菊酯抗性维持中的作用

【目的】探究细胞色素P450基因AsCYP6Z2是否与中华按蚊Anopheles sinensis抗拟除虫菊酯有关。【方法】克隆中华按蚊AsCYP6Z2基因的编码区。采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR, qPCR)检测该基因在中华按蚊溴氰菊酯敏感品系(WX-LS)和抗性品系(YN-LR)雌蚊不同发育阶段的表达和在敏感品系雌蛹不同组织中的表达。雌蛹腹部后端分别在25 mg/mL溴氰菊酯溶液和纯丙酮溶液(对照)中体外培养后,采用qPCR检测AsCYP6Z2在溴氰菊酯处理组和丙酮对照组中的表达差异。于化蛹后10 h分别注射dsAsCYP6Z2(RNAi组)和dsEGFP(对照组),采用qPCR检测AsCYP6Z2在RNAi组和对照组中的表达差异;采用生物测定方法测定RNAi组和对照组中雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h内的击倒率及雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h并恢复24 h时的死亡率。通过分子对接预测该基因与溴氰菊酯相互作用的氨基酸残基。【结果】克隆获得了AsCYP6Z2基因(GenBank登录号： MT840336)的编码区,其开放阅读框(ORF)长1 251 bp,编码416个氨基酸,无信号肽和跨膜结构域。发育表达谱表明,AsCYP6Z2基因主要在化蛹30 h至成蚊3 h期间高表达,且抗性品系的基因表达量明显高于敏感品系的;组织表达谱显示该基因在腹部后端的表达量较高,其次是在腹部前端和胸部,在头部的表达量最低。雌蛹腹部后端在25 mg/mL溴氰菊酯溶液中培养12 h和24 h后,处理组中AsCYP6Z2的表达量相比于对照组(纯丙酮培养组)分别上调4倍和13倍。RNAi干扰AsCYP6Z2后,RNAi组中AsCYP6Z2基因的表达量相较于对照组(dsEGFP注射组)下调了约80%。雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h后,RNAi组中的个体比对照组中的约提前20 min出现明显的击倒现象,且击倒率明显高于对照组;雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h并恢复24 h后,RNAi组中的个体死亡率相比对照组增加了17%, 表明沉默AsCYP6Z2基因导致蚊虫对溴氰菊酯的敏感度显著增加。溴氰菊酯与AsCYP6Z2预测蛋白的分子对接研究结果显示,溴氰菊酯可以进入AsCYP6Z2蛋白的结合口袋,并且与Cys-155形成Pi-硫相互作用以及产生较稳定的氢键,侧链也可与AsCYP6Z2的Ala-165, Val-72, Leu-76, Leu-82和Ala-24等氨基酸残基形成稳定的疏水相互作用网络。【结论】研究结果表明AsCYP6Z2基因参与中华按蚊溴氰菊酯抗性表型的维持,这为进一步探究该基因在拟除虫菊酯类杀虫剂代谢过程中的分子机理奠定了前期基础。     

陕西省发现绿臭蛙

在陕西省宁强县青木川国家级自然保护区采集了6只臭蛙类标本,经形态特征比较,鉴定为绿臭蛙(Odorrana margaretae),为陕西省首次发现。本文对其特征和分布进行了讨论。