Vertebrate-Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus (Diptera)-arbovirus transmission networks: Non-human feeding revealed by meta-barcoding and next-generation sequencing

BackgroundAedes aegypti mosquito-borne viruses including Zika (ZIKV), dengue (DENV), yellow fever (YFV), and chikungunya (CHIKV) have emerged and re-emerged globally, resulting in an elevated burden of human disease. Aedes aegypti is found worldwide in tropical, sub-tropical, and temperate areas. The characterization of mosquito blood meals is essential to understand the transmission dynamics of mosquito-vectored pathogens.Methodology/principal findingsHere, we report Ae. aegypti and Culex quinquefasciatus host feeding patterns and arbovirus transmission in Northern Mexico using a metabarcoding-like approach with next-generation deep sequencing technology. A total of 145 Ae. aegypti yielded a blood meal analysis result with 107 (73.8%) for a single vertebrate species and 38 (26.2%) for two or more. Among the single host blood meals for Ae. aegypti, 28.0% were from humans, 54.2% from dogs, 16.8% from cats, and 1.0% from tortoises. Among those with more than one species present, 65.9% were from humans and dogs. For Cx. quinquefasciatus, 388 individuals yielded information with 326 (84%) being from a single host and 63 (16.2%) being from two or more hosts. Of the single species blood meals, 77.9% were from dogs, 6.1% from chickens, 3.1% from house sparrows, 2.4% from humans, while the remaining 10.5% derived from other 12 host species. Among those which had fed on more than one species, 11% were from dogs and humans, and 89% of other host species combinations. Forage ratio analysis revealed dog as the most over-utilized host by Ae. aegypti (= 4.3) and Cx. quinquefasciatus (= 5.6) and the human blood index at 39% and 4%, respectively. A total of 2,941 host-seeking female Ae. aegypti and 3,536 Cx. quinquefasciatus mosquitoes were collected in the surveyed area. Of these, 118 Ae. aegypti pools and 37 Cx. quinquefasciatus pools were screened for seven arboviruses (ZIKV, DENV 1–4, CHIKV, and West Nile virus (WNV)) using qRT-PCR and none were positive (point prevalence = 0%). The 95%-exact upper limit confidence interval was 0.07% and 0.17% for Ae. aegypti and Cx. quinquefasciatus, respectivelyConclusions/significanceThe low human blood feeding rate in Ae. aegypti, high rate of feeding on mammals by Cx. quinquefasciatus, and the potential risk to transmission dynamics of arboviruses in highly urbanized areas of Northern Mexico is discussed.     

耐盐碱促生菌的筛选及性能

盐分是影响作物生长最重要的因素,使用能促进植物生长的耐盐碱促生菌减轻盐胁迫引起的损害是一种农业上的有效方法。文中从盐碱地筛选得到7株耐盐细菌,并考察筛选菌株的产胞外聚合物(EPS)能力、降碱能力和产吲哚-3-乙酸(IAA)能力。经综合评价选出1株优势菌株DB01,菌株DB01产EPS能力为0.21 g/g,降碱能力为8.7%,产IAA的能力为8.97 mg/L。菌株经16S rRNA鉴定为海水盐单胞菌Halomonas aquamarina,并且有抑制香蕉枯萎病、番茄早疫病、大豆疫霉病、小麦纹枯病病原菌的能力,同时能够在盐胁迫下促进小麦幼苗的发芽率和根长。海水盐单胞菌Halomonas aquamarina DB01可为土壤微生物资源开发利用和盐碱地改良提供理论依据。     

神经递质的可视化荧光检测技术研究进展

神经递质是神经系统中至关重要的组成部分,神经递质释放的时间和空间变化是神经网络中信息处理的核心,可视化监测神经递质的生物传感器是探究各类生理和病理活动的重要工具。文中综述了近年来具有较高时间和空间分辨率的监测神经递质时空分布变化技术的研究进展,介绍了对谷氨酸、多巴胺、γ-氨基丁酸和乙酰胆碱这4类重要的神经递质的检测方法,并归纳总结了各类检测方法的基本原理和优缺点,为设计具有高时空分辨率的神经递质传感器提供一个较为系统的参考。     

葡萄Alfin like转录因子家族的鉴定和表达分析

Alfin like (AL) 转录因子家族对高盐、低温、干旱等非生物胁迫反应具有重要的调控作用。该研究采用同源比对的方法检索鉴定葡萄AL转录因子家族基因、分析其生物信息学特性,并采用qRT PCR方法分析非生物胁迫下AL基因的表达特征,以探究葡萄AL基因在非生物逆境胁迫中的功能。 结果表明：(1)在葡萄中共鉴定出6个AL基因家族成员,分别命名为VvAL1~VvAL6,且6个成员分别分布在6条染色体上。(2)葡萄中AL转录因子具有高度保守的DUF3594结构域和PHD结构域,各家族成员均含有5个外显子和4个内含子;上游启动子区域分析发现大量植物激素与非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。(3)基因芯片表达模式分析显示,盐、干旱、ABA胁迫以及低温(5 ℃)处理均显著影响葡萄AL家族基因(VvAL1~VvAL6)的表达。(4)qRT PCR检测显示,不同胁迫处理下AL基因在葡萄叶片中的表达水平不同;ABA处理下葡萄AL转录因子家族基因表达量较对照均显著下调,但在PEG处理下差异不显著;在盐胁迫处理下,VvAL2、VvAL4、VvAL5基因的表达量均显著上调,分别是对照的23倍、8.5倍和10.5倍,而VvAL1和VvAL6基因的表达量均显著下调,分别是对照的33倍和25倍。研究发现,葡萄AL转录因子家族与植物激素和非生物胁迫密切相关,尤其是该家族基因强烈响应高盐胁迫。     

大兴安岭泥炭地不同菌根类型木本植物叶片凋落物分解及其温度敏感性差异

以我国大兴安岭多年冻土区泥炭地常见的3种外生菌根木本植物(细叶沼柳Salix rosmarinifolia、白桦Betula platyphylla和柴桦B.fruticosa)和4种欧石楠菌根木本植物(笃斯越桔Vaccinium uliginosum、狭叶杜香Ledum palustre、甸杜Chamaedaphne calyculata和小叶杜鹃Rhododendron parrifolum)为研究对象,通过315天培养试验测定10和20℃叶片凋落物分解过程中的碳(C)累积矿化量和重量损失,并分析其温度敏感性。结果表明:外生菌根植物叶片凋落物的C矿化量和重量损失在10和20℃均高于欧石楠菌根植物;外生菌根植物凋落物分解过程中C矿化量的温度敏感性系数高于欧石楠菌根植物,但重量损失的温度敏感性系数低于欧石楠菌根植物;在每一培养温度下,C矿化量和重量损失均与凋落物全氮(N)和全磷(P)浓度呈正相关,与C/N和C/P呈负相关;尽管C矿化量的温度敏感性系数与凋落物初始化学组成无显著相关性,但重量损失的温度敏感性系数与凋落物全N和全P浓度呈负相关,与C/N和C/P呈正相关。本研究结果为认识和预测气候变暖及其引起的物种组成变化对北方泥炭地植物凋落物分解的影响提供理论依据。     

miRNA-191对前列腺癌的增殖、迁移侵袭能力的影响及其机制*

目的:观察miRNA-191对前列腺癌的增殖、迁移和侵袭能力的影响,并探讨其机制。方法:分别检测4种人前列癌细胞系(PC-3、DU-145、LNCa P、22RU1)及人正常前列腺细胞RWPE-2中miRNA-191的表达水平,并选择前列腺癌细胞系PC-3作为实验对象。将PC-3细胞分为3组:空白对照组(不转染)、miRNA-191 NC组(Inhibitor NC转染PC-3细胞)、miRNA-191 Inhibitor组(miRNA-191 Inhibitor转染PC-3细胞),每组设置3个复孔。采用RT-qPCR法检测PC-3细胞miRNA-191和PLCD1的mRNA表达水平;采用CCK8法检测PC-3细胞增殖水平;采用划痕实验和侵袭实验分别检测PC-3细胞迁移能力和侵袭能力;通过Targetscan靶基因预测网站,筛选PLCD1作为miRNA-191的靶向蛋白,并用双荧光素酶靶标实验验证;采用Western blot法检测PC-3细胞PLCD1的蛋白表达。结果:与RWPE-2细胞相比,人前列癌细胞中miNRA-191的表达水平显著升高(P＜0.05),且miRNA-191的表达水平在PC-3中较其他3种细胞系显著上调(P＜0.05)。抑制miRNA-191的表达水平后,PLCD1表达水平显著升高,PC-3细胞增殖能力受到抑制,迁移和侵袭能力较空白对照组和miRNA-191 NC组显著降低(P＜0.05)。双荧光素酶报告基因实验结果显示,PLCD1基因是miRNA-191的靶基因。结论:miRNA-191通过靶向PLCD1促进前列腺癌PC-3细胞的增殖、迁移和侵袭能力。     

中亚热带濒危植物毛红椿和南方红豆杉种内与种间竞争差异

濒危植物是全球生物多样性的重要组成部分,为了弄清中亚热带地区不同生长型濒危乔木树种的竞争模式及其机制,研究了江西九岭山国家级自然保护区毛红椿和南方红豆杉的种内与种间竞争差异。结果表明: 阳性落叶树种毛红椿种群的竞争压力主要来自于同种个体,种内竞争指数占总竞争指数的66.4%,耐阴常绿树种南方红豆杉种群主要受种间竞争的影响,种间竞争指数占总竞争指数的68.7%。2种濒危植物受到的种内、种间以及总竞争强度均随着林木径级的增大而逐渐减小,表明竞争压力由幼林向成熟林逐渐降低。在生长过程中,毛红椿以种内竞争引起的自疏作用为主导,南方红豆杉则由种间竞争引起的他疏作用为主导。毛红椿和南方红豆杉种群在更新过程中,小径级个体都要经历强度较大的种内或种间竞争选择才能发育为成树。由于主要竞争压力的来源差异,对于生活在中亚热带同一区域内不同生长型的濒危植物应该采取不同的生物多样性保育措施。     

特异性适应稻作系统的稗草种群生活史特性

长期进行除草剂药效试验可能会导致田间杂草种群发生适应性进化。本研究在安徽南陵县除草剂药效试验专用稻田中采集了1个稗草种群A,并以从常规稻田采集的3个稗草种群为对照,开展同质园栽培试验。结果表明: 与3个对照种群相比,A种群稗草植株的单株种子产量显著减少,种子千粒重显著增加,幼苗生长速率显著加快,结实分蘖数显著增多,生育期显著缩短;A种群稗草成株的株高、生物量及对除草剂五氟磺草胺的敏感性均显著降低。A种群稗草幼苗3～4叶期时经五氟磺草胺推荐剂量2倍量(有效成分60 g·hm^-2)处理后,其株高、生物量及成熟种子产量(平均每株1066粒)显著降低,而抽穗期、结实分蘖数、单个总状花序的种子数及种子千粒重无显著差异。因此,种子较重、生活史周期短、植株矮小、结实分蘖多及对除草剂五氟磺草胺具有抗药性,使得A种群稗草对稻作系统具有特异适应性,应防止此类种群扩散至常规稻田。     

基于氢氧稳定同位素的黄河兰州段河岸植物水分来源

多枝柽柳和旱柳是北方地区河岸生态修复的良好树种,具有护河防洪、调节区域气候的作用和营造河岸地带植被景观的功能。本研究选取黄河兰州段沿岸2处样点,采集了多枝柽柳和旱柳木质部以及各潜在水源的样品,利用氧同位素直接对比法、贝叶斯混合模型MixSIAR和相似性比例指数(PS指数),分析了多枝柽柳和旱柳对各潜在水源的利用率以及两者之间的水分利用关系。结果表明: 在整个生长季,浅层土壤水(0～30 cm)是多枝柽柳和旱柳的主要水分来源,利用率分别为28.3%和24.4%,多枝柽柳对河水的利用率最小(16.6%),旱柳对地下水的利用率最小(17.9%);在土壤含水量较低的月份,植物会增加对河水和地下水的利用比例,样点S₁和S₂的PS指数分别为91.0%和87.7%,两个样点均在5月的PS指数最大,不同月份的水分利用关系存在一定的差异;处于河漫滩这一特殊地理位置,多枝柽柳和旱柳对各潜在水源的利用比较平均,最大程度地获取各潜在水源的水分,是一种最优的吸水模式。本研究可为开展黄河兰州段河岸休闲旅游活动和黄河流域生态环境保护中植物水分管理提供一定的理论基础。