携带与未携带松材线虫的松墨天牛转录组差异表达基因分析

【目的】本研究旨在建立携带与未携带松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的松墨天牛Monochamus alternatus成虫各组织的转录组数据库,揭示松墨天牛对松材线虫响应的转录组整体表达特征。【方法】以携带和未携带松材线虫的松墨天牛成虫的表皮、气管和脂肪体为材料,采用Illumina HiSeq TM 2000测序平台开展转录组测序,利用Trinity软件对RNA-Seq数据进行从头组装,利用NCBI数据库进行基因注释。通过DEG-Seq分析携带和未携带松材线虫的松墨天牛成虫中的差异表达基因,对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析,并通过实时荧光定量PCR技术对部分差异表达的基因包括ENV,CDK1,HSP70-C,HSP70,HSP75,DUO,PABPN1和IGFP基因的表达水平进行验证。【结果】测序过滤后共获得55059条单基因簇(unigene),平均长度为1536 bp。将unigene与数据库中的序列进行BLASTX比对,成功注释24354条unigenes,其中4022条unigene在GO数据库中获得注释,6098条unigene在KEGG数据库中获得注释。经过GO与KEGG富集分析显示,松墨天牛成虫携带松材线虫后,差异表达基因主要为与其气管中压力调节、组织与DNA修复、激素响应方面相关的基因。实时荧光定量PCR分析结果显示CDK1,HSP70,HSP75,DUO,PABPN1和IGFP基因的表达量在携带松材线虫的松墨天牛气管中相比未携带松材线虫的松墨天牛气管中的显著上调。【结论】本研究初步阐明松墨天牛携带松材线虫后转录组的整体表达模式,为进一步研究松墨天牛的基因功能及对松材线虫的胁迫响应过程奠定了基础。     

松材线虫伴生菌中产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及其相关基因的克隆

[目的]从松材线虫伴生菌中筛选出高效降解纤维素的细菌菌株,初步鉴定后,对其相应的纤维素酶基因尝试克隆.[方法]首先从河南南阳松材线虫病疫区采集到的木材样本中,分离获得松材线虫.采用刚果红平板初筛法,从松材线虫伴生菌中获得具有分泌较高活性纤维素酶的细菌菌株.基于该菌株的形态学、生理学及16 s rDNA序列特征等对高活性菌株进行分类鉴定.设计兼并引物,从高活性菌株中克隆该菌株的纤维素酶基因,并进行序列分析.[结果]获得7株具有分泌较高活性纤维素酶的细菌菌株,其中编号为C8的菌株酶活最高.经鉴定该菌株归为肠杆菌属,命名为Enterobacter sp.C8.进一步从C8菌株中成功克隆出该菌株的一个全长1104 bp的纤维素酶基因(GenBank JQ845065),在NCBI比对后发现该基因分别与产气肠杆菌( Enterobacter aerogenes) KCTC 2190的纤维素合成酶亚单位BcsC的核苷酸序列有97％的同源性,氨基酸序列有92％的同源性 ;与克雷白氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)的endo-1,4-D-glucanase基因有82％的同源性,与不可培养的细菌内切纤维素酶基因有82％的同源性.[结论]本文首次从松材线虫伴生菌中筛选到了一株简单的产纤维素酶的细菌菌株并从中克隆出了一个新型纤维素酶基因,为下一步进行新能源的利用奠定了理论基础.     

科研快讯

《科学-转化医学》:基因疗法治疗遗传性眼病效果显著美国研究人员2月8日在《科学-转化医学》杂志上报告说,3名遗传性眼病患者接受基因疗法治疗后,视力显著提高且无排异反应等不良情况发生。这为利用基因疗法治疗其他视网膜病变带来了希望。这3名患者患有罕见眼疾--莱贝尔先天黑内障。这种病通常在患者年幼时发作,患者视网膜细胞的一种     

皮下接种松墨天牛卵及幼虫致死松树的研究

为了探明松墨天牛MonochamusalternatusHope直接致死松树的作用 ,作者采用在健康松树皮下接入松墨天牛卵或初孵幼虫方法做了试验和观察。结果表明 ,接入卵或初孵幼虫的松树平均枯死率为41 . 7%。松树枯死取决于松墨天牛幼虫取食时对松树韧皮部的破坏程度。每株接入 5个单位 (1单位指1粒卵或条初孵幼虫 ) ,松树枯死率达 85. 7% ;接入 1个单位 ,枯死率为 1 0 %。初步结论是 ,松墨天牛是引起松树枯死的主要原因之一 ;大力防治松墨天牛是保护我国松林的关键。     

松墨天牛对寄主树木的产卵选择

在室内采用选择行为方法,研究了松墨天牛Monochamus alternatus对几种松属植物的产卵选择行为。结果表明,松墨天牛对黑松Pinus thunbergii的选择性最强,对马尾松P.massoniana的选择性最弱,二者间差异显著,它们与火炬松P. taeda和湿地松P. elliottii间无明显差异。在黑松和马尾松的被松材线虫危害木与健康木之间,松墨天牛明显选择被害木产卵;具产卵痕枝段和虫粪处理过的枝段,对松墨天牛的产卵有显著抑制作用,松墨天牛明显地选择对照枝段产卵。     

三峡库区松材线虫病扩张速度对人为活动的响应

松材线虫病是我国森林重要的检疫性病害,除自然媒介天牛传播,人为因素介导的传播在松材线虫病扩散和蔓延中起着至关重要的作用。选择在我国松材线虫病的重点发生区域三峡库区,研究马尾松林景观格局和以人为活动强度为主要因子的松材线虫病扩散规律,尝试揭示松材线虫病扩散机制。结果显示三峡库区的疫点数在近年有上升趋势,各地区发病率得到一定控制;在疫区和非疫区,马尾松林斑块聚合度最大的是非疫区的大渡口,为98.6406;斑块分离度最大的是非疫区的秭归,为0.9318;方差分析结果显示马尾松林景观格局和松材线虫病之间没有相关性。进一步研究了松材线虫病和人为活动强度的联系,结果显示松材线虫病发病率和地区路网密度、人口总量具有较强的相关性,和地区GDP、货运周转量相关性小。宜昌的松材线虫病发病率和路网密度的相关系数为0.985,和人口总数的相关系数为0.866;重庆的松材线虫病发病率和路网密度相关系数为0.924,和人口总数相关系数为0.999;其次基于路网密度和人口总数,对三峡库区松材线虫病疫情在未来十年进行了预测,结果显示随着路网密度和人口总数的扩增,宜昌松材线虫病也将呈现逐步增大的趋势,R~2值为0.919和0.637;重庆发生趋势一致,R~2值为0.976和0.992。     

两对姊妹线虫成虫生殖系细胞学特征研究

采用DAPI-荧光染色法研究松材线虫、拟松材线虫、李氏长尾线虫和吴氏长尾线虫等两对形态相似的姊妹线虫的成虫生殖系细胞学特征,描述并且比较了两对姊妹线虫之间以及姊妹线虫对之间的成虫生殖系细胞排列方式和贯穿于生殖细胞分裂过程中的染色体变化行为,同时也图示了这4种线虫的成虫生殖系细胞核形态图和染色体形态图。研究表明,利用线虫成虫生殖系细胞学特征来探讨线虫种类之间甚至个体之间的相互关系,将可能便于人们更好地界定线虫"种"的范围及解释线虫进化和系统发育过程;研究还表明,经DAPI-荧光染色的生殖系细胞排列模式可能可以作为一种较好的线虫分类特征。此外,本研究的4种线虫的染色体数目均为2n=12。     

鄂尔多斯半日花提取物的杀线虫作用

为全面了解濒危植物半日花的价值,测定并比较半日花不同浓度的6种提取物药液对松材线虫的生物活性,选出有较强杀线虫活性的甲醇、乙醇及水提取物,系统研究了提取物种类、浓度和处理时间对松材线虫死亡率的影响。三因素方差分析表明,提取物种类(A)、处理浓度(B)和处理时间(C),三因素的互作效应(A×B×C)和双因素互作效应(A×B、A×C、B×C)对线虫的校正死亡率都有极显著影响。最佳药液处理为:水提取物在6mg.L-1浓度时与1d的作用组合和乙醇提取物在3mg.L-1浓度时与5d的组合,以上两种组合的校正死亡率均达到100%。比较水、乙醇提取物5d中的LC50值,确定水是提取活性物质的首选溶剂。     

苝醌类化合物的杀线虫活性*

采用液体浸泡方法首次测定了菌寄生菌属Hypomyces sp.的次级代谢物苝醌类化合物竹红菌甲素和痂囊羟菌素对松材线虫的致病率。结果表明竹红菌甲素对松材线虫的半致病率为18小时50g/mL,痂囊羟菌素对松材线虫的半致病率为18小时15g/mL,对比(啊维菌素)对松材线虫的半致病率为18小时0.8g/mL。在红外光照射下竹红菌甲素和痂囊羟菌素具有良好的光敏杀伤松材线虫的作用。