鳞翅目昆虫抗病毒免疫反应的研究进展

鳞翅目昆虫种类繁多,对农业生产和人类生活产生重大影响,宿主昆虫与病毒相互关系的研究对于利用病毒杀虫剂进行害虫治理和益虫病毒性疾病的预防具有重要意义.因此,鳞翅目昆虫与病毒的互作研究显得尤为重要,宿主昆虫的免疫系统在抗病毒感染过程中发挥着关键作用,对病毒产生不同程度的免疫反应.本文综述了昆虫围食膜和中肠对病毒入侵的防御作用,病毒进入体腔后昆虫所产生的细胞免疫和体液免疫反应,以及RNAi、细胞的自噬与凋亡、Toll、Imd、JAK-STAT和STING信号通路等相关的抗病毒免疫途径,并对昆虫抗病毒免疫研究的制约因素和未来鳞翅目昆虫抗病毒免疫的研究重点进行了讨论,以期为害虫的生物防治和益虫疾病的防控提供理论依据.     

不同营养条件下甜菜夜蛾幼虫感染核型多角体病毒的敏感性及取食趋性

为探讨不同营养条件下甜菜夜蛾Spodoptera exigua对甜菜夜蛾核型多角体病毒(Spodoptera exigua multiple nucleopolyhedrovirus,SeMNPV)的敏感性及取食行为响应,本研究通过改变甜菜夜蛾人工饲料配方建立高蛋白低糖(简称高蛋白)、中蛋白中糖(简称中蛋白)、低蛋白高糖(简称低蛋白)3种营养品系,观察不同营养品系幼虫对SeMNPV的敏感性,以及染毒前后对不同营养饲料的取食趋性.结果 显示,高蛋白、中蛋白、低蛋白3种营养品系中,SeMNPV对甜菜夜蛾初孵幼虫的半数致死浓度(LC50)分别是1.76×105 PIB/mL、2.85×105 PIB/mL和2.10×104 PIB/mL.统计分析显示,中蛋白品系的LC50显著高于低蛋白品系,高蛋白品系的LC50同其余两种品系相比无显著性差异.以8×105 PIB/mL浓度的病毒饲喂甜菜夜蛾初孵幼虫,3种营养品系的半数致死时间(LT50)分别是6.07 d、6.85 d和5.20 d,中蛋白品系的存活时间显著长于低蛋白品系,高蛋白品系的LT50同其余两种品系相比无显著性差异.未染毒状态下,低龄幼虫偏向蛋白质含量较高的饲料,而高龄幼虫则偏向于高糖的饲料;染毒状态下,甜菜夜蛾各龄期幼虫都偏向于取食蛋白质含量较高的饲料.以上研究结果表明,营养条件的变化可以显著影响甜菜夜蛾幼虫对SeMNPV的敏感性,染毒后幼虫明显偏向于蛋白质含量高的饲料,推测蛋白质可能有助于提高甜菜夜蛾幼虫对SeMNPV的抵抗力.     

植食性昆虫的嗅觉选食过程及其机制研究进展

植食性昆虫的嗅觉在其选择食物的过程中发挥了重要的作用,它能通过对植物挥发物的感受来定向和定位食物源并产生趋近行为,进而根据特殊的化合物或者多种化合物的特异浓度组合来区分寄主和非寄主植物.在这个过程中,昆虫嗅觉器官上相关的嗅觉感受蛋白被植物挥发物激活,形成特异的嗅觉感受通路,在行为上调控昆虫嗅觉选食的能力.本文主要从植食性昆虫嗅觉选食过程中植物挥发物的散布特征、昆虫识别植物信息的嗅觉感受机制及其相关的分子基础等方面进行叙述,同时讨论了近年的研究成果并展望了下一步的研究方向.     

EL转染试剂转染食管鳞癌细胞的条件优化

该文探讨了关于EL转染试剂转染Hsa-miR-6743质粒至食管鳞癌细胞转染效果的影响因素。以食管鳞癌细胞株Eca-109、TE-1和Eca-9706为研究对象,GFP标记的Hsa-miR-6743为报告基因,通过倒置荧光显微镜检测荧光信号优化转染试剂和质粒比值。结果表明,食管鳞癌细胞的种类影响EL转染试剂的转染效果,EL转染试剂在Eca-109细胞株中的转染效果最好,在另外两种细胞中转染效果不佳。在Eca-109细胞株中,转染效果最佳检测时间为转染36 h时,细胞存活情况不受转染试剂影响。EL转染试剂与Hsa-miR-6743质粒最佳转染比例范围为1:4~1:2。EL转染试剂的转染效果受细胞种类、转染试剂与质粒比值以及转染时间的影响。     

MiRNA介导circRNA调控肿瘤的发展

CircRNA(circular RNA)是一种具有特殊环形结构的ncRNA(non-coding RNA),并具有多种生物学功能。随着研究的深入,发现circRNA能够通过海绵吸附抑制miRNA(micro RNA)的表达,进而调控各系统肿瘤的发展。此外,一种circRNA也可参与调控一种或多种miRNA的表达,这一发现有助于寻求肿瘤诊断的生物标记物及治疗靶点。因此该文通过综述国内外最新的有关circRNA通过miRNA调控肿瘤的研究,为进一步探究circRNA调节各种癌症疾病的发生和发展的具体机制奠定基础,也为相关疾病的治疗和预防提供更加可靠的理论依据。     

Diversity of Culturable Bacteria Isolated from Highland Barley Cultivation Soil in Qamdo,Tibet Autonomous Region

The soil bacterial communities have been widely investigated. However, there has been little study of the bacteria in Qinghai-Tibet Plateau, especially about the culturable bacteria in highland barley cultivation soil. Here, a total of 830 individual strains were obtained at 4°C and 25°C from a highland barley cultivation soil in Qamdo, Tibet Autonomous Region, using fifteen kinds of media. Seventy-seven species were obtained, which belonged to 42 genera and four phyla; the predominant phylum was Actinobacteria (68.82%), followed by Proteobacteria (15.59%), Firmicutes (14.29%), and Bacteroidetes (1.30%). The predominant genus was Streptomyces (22.08%, 17 species), followed by Bacillus (6.49%, five species), Micromonospora (5.19%, four species), Microbacterium (5.19%, four species), and Kribbella (3.90%, three species). The most diverse isolates belonged to a high G+C Gram-positive group; in particular, the Streptomyces genus is a dominant genus in the high G+C Gram-positive group. There were 62 species and 33 genera bacteria isolated at 25°C (80.52%), 23 species, and 18 genera bacteria isolated at 4°C (29.87%). Meanwhile, only eight species and six genera bacteria could be isolated at 25°C and 4°C. Of the 77 species, six isolates related to six genera might be novel taxa. The results showed abundant bacterial species diversity in the soil sample from the Qamdo, Tibet Autonomous Region.     

Effects of Different Ambient Temperatures on Caecal Microbial Composition in Broilers

Short-term or acute temperature stress affect the immune responses and alters the gut microbiota of broilers, but the influences of long-term temperature stress on stress biomarkers and the intestinal microbiota remains largely unknown. Therefore, we examined the effect of three long-term ambient temperatures (high (HC), medium (MC), and low (LC) temperature groups) on the gene expression of broilers’ heat shock proteins (Hsps) and inflammation – related genes, as well as the caecal microbial composition. The results revealed that Hsp70 and Hsp90 levels in HC group significantly increased, and levels of Hsp70, Hsp90, IL-6, TNF-α, and NFKB1 in LC group were significantly higher than in MC group (p < 0.05). In comparison with the MC group, the proportion of Firmicutes increased in HC and LC groups, while that of Bacteroidetes decreased in LC group at phylum level (p < 0.05). At genus level, the proportion of Escherichia/Shigella, Phascolarctobacterium, Parabacteroides,and Enterococcus increased in HC group; the fraction of Faecalibacterium was higher in LC group; and the percentage of Barnesiella and Alistipes decreased in both HC and LC groups (p < 0.05). Functional analysis based on communities’ phylogenetic investigation revealed that the pathways involved in environmental information processing and metabolism were enriched in the HC group. Those involved in cellular processes and signaling, metabolism, and gene regulation were enriched in LC group. Hence, we conclude that the long-term temperature stress can greatly alter the intestinal microbial communities in broilers and may further affect the host’s immunity and health.     

水稻恢复系M630稻瘟病抗性改良及其代谢组研究

稻瘟病是水稻的主要病害之一,改良水稻稻瘟病抗性对水稻生产、推广具有重要意义。本研究以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9材料9311-Pi9为供体,水稻优良恢复系M630为受体,将杂交、回交与分子标记辅助选择和背景筛选相结合,获得改良恢复系M630-Pi9。主要农艺性状和稻米品质分析显示改良后的M630-Pi9及其杂交组合徽两优630-Pi9与M630和徽两优630相比无明显差异。进一步利用安徽省优势混合生理小种进行苗期稻瘟病抗性鉴定,结果表明,改良后的M630-Pi9相对于M630抗性明显增强;稻瘟病抗性自然病圃鉴定结果发现改良后的恢复系及其杂交组合抗性明显增加。为了更好地了解稻瘟病抗性基因对植株发育的代谢机制,对M630-Pi9和M630受稻瘟病病原菌侵染后的植株进行代谢组分析,结果显示与M630相比,M630-Pi9中有212种代谢物合成受到调控,其中155种含量降低,57种含量增加;与细胞壁有关的物质含量明显增加,对生物体具有毒害和免疫作用的生物碱类代谢物含量显著降低,与生物胁迫相关的黄酮类物质受到不同程度的调控。这些数据表明稻瘟病抗性基因Pi9可能通过调控植物体中代谢物质的变化进而抵御病原体的侵害。创制的新恢复系稻瘟病抗性显著提高,对稻瘟病抗性机制研究提供依据,为水稻抗病、高产育种提供新的种质。     

生物信息学分析筛选结直肠癌靶基因及评估预后价值

为寻找与结直肠癌发展和预后相关的潜在关键基因及信号通路。从美国国立信息中心NCBI的GEO数据库获得结直肠癌基因表达数据集GSE106582,通过PCA对样本进行分组,利用GEO2R进行综合分析,筛选结直肠癌与癌旁对照组的差异表达基因;通过DAVID在线工具对差异表达基因进行GO本体分析和KEGG通路富集分析,初步分析差异表达基因的生物学作用;基于STRING数据库对差异表达基因进行蛋白质相互作用网络分析,利用Cytoscape软件进行可视化并筛选关键基因;用生存分析和ROC曲线诊断对关键基因进行鉴定并通过数据集GSE21510进行验证。共鉴定出199个差异表达基因,其中53个为上调基因,146个为下调基因;上调的差异表达基因主要富集在与胶原蛋白分解代谢过程、细胞外基质分解、细胞外基质受体相互作用和PI3K/AKT信号通路等生物学过程;下调的差异表达基因主要富集在碳酸氢盐运输、一碳代谢过程、矿物质吸收、药物代谢-细胞色素P450和氮代谢通路等生物学过程;MCODE分析、生存分析和ROC诊断共发现3个基因分别为BGN、COL1A2和TIMP1可能与结直肠癌的发生发展有关,它们在肿瘤组织中的异常高表达与患者较差的生存期呈正相关,GSE21510的验证结果与GSE106582的分析结果相同。本研究采用生物信息学方法对CRC基因芯片数据进行挖掘,从基因水平探讨CRC潜在的发病机制、肿瘤标志物的及患者预后分子的筛选,以及可能的药物治疗靶点提供了一定的参考价值和理论基础。     

荒漠植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)EST-SSR标记的识别与开发

四合木(Tetraena mongolica Maxim.)是内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区的特有珍稀植物,为古地中海孑遗物种。自然环境恶化和人类活动干扰,使其生境发生了严重的破碎化,甚至消失。有限的分子标记限制了对该植物种质遗传多样性和生存现状的认识。本研究通过转录组测序,构建了含有119603条Unigenes的四合木表达序列文库,系统识别了表达序列标签简单重复序列(EST-SSR,expressed sequence tag-simple sequence repeat),进行了SSR位点的特性分析和标记开发。结果显示,在21065条Unigenes中共检测出25721个SSR位点;SSRs在四合木转录组中的出现频率为21.51%,单、二和三核苷酸重复最丰富的类型为A/T、AG/CT和ATC/ATG;在选取的39个SSR中,32个具有多态性,在48个个体中共鉴定出140个条带,Ho和He的变化范围分别为0.167~0.792和0.252~0.789,均值分别为0.462和0.579,PIC值变化范围为0.218~0.746,均值为0.518。本研究所开发SSR标记可进一步应用于四合木遗传结构和适应进化机制的研究中,能推动该种质资源的保护、开发与利用。