雄性棉铃虫感受性信息素的分子和神经机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera主要借助于性信息素通讯完成雌雄识别,实现交配和种群繁衍。关于棉铃虫感受性信息素机制的研究一直是我国化学生态学领域的热点和重心,研究结果有助于开发和改进棉铃虫防治的性引诱剂。本文将对棉铃虫雄虫感受雌虫释放的性信息素的机制进行综述,以期为深入研究棉铃虫及其他相关昆虫的性信息素感受的分子和神经机理提供参考。棉铃虫雌虫性信息素腺体合成和释放多种长链、饱和或非饱和的脂肪醛和醇等化合物,其中Z11-16:Ald为主要性信息素成分,Z9-16∶Ald和Z9-14∶Ald为次要性信息素成分,不同组分按一定比例混合可明显增强对雄性棉铃虫的引诱效果,而化合物Z11-16∶OH和高剂量的Z9-14∶Ald对性信息素引诱活性具有明显的抑制效果。相应地,雄性棉铃虫触角上A, B和C 3种类型的毛形感器能够感受这些信息化合物。A类型毛形感器内表达受体OR13感受Z11-16∶Ald,B类型毛形感器内表达OR14b感受Z9-14∶Ald,C类型毛形感器内表达OR6和OR16感受Z9-16∶Ald, Z9-14∶Ald, Z11-16:Ac和Z11-16∶OH。受体的表达位置和功能与不同类型毛形感器的电生理反应特性相一致。钙离子成像证明在棉铃虫触角叶内的3个扩大型神经纤维球接受这些气味信息,其中神经纤维球云状体接受Z11-16∶Ald,背中间后侧纤维球接受Z9-16∶Ald,背中间前侧纤维球接受Z9-14∶Ald, Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH。这些研究成果在感器、受体和脑中枢水平上揭示了棉铃虫感受性信息素的机制,在这些研究基础上,我们认为需要深入开展以下方面的研究：(1)进一步鉴定相关性信息素受体的功能和定位;(2)深入研究脑内嗅觉高级中枢对性信息素信息的处理和整合神经机制;(3)明确棉铃虫性信息素感受受到寄主植物、光周期、温度、湿度等环境因素的影响及机制。     

生物电化学系统对运动发酵单胞菌代谢的影响北大核心CSCD

生物电化学系统能促进微生物与电极间的相互作用,从而改变微生物的代谢状态。本工作为研究运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)在电环境中的代谢表现,在外接3V电源的H型电化学发酵装置中测试了其发酵效能。结果表明,相比于无电压的对照,阳极甘油产量上升24%,阴极葡萄糖消耗上升16%,产物乙醇和琥珀酸的产量也分别上升13%和8%。转录组分析表明,代谢物的显著改变归因于电环境导致的有机酸代谢、氧化还原平衡、电子传递等通路的改变。从表达差异显著的基因中挑选了代表胞内氧化还原平衡、生物膜形成和电子传递的3个基因ZMO1060(编码超氧化物歧化酶)、ZMO0401(编码二鸟苷酸磷酸二酯酶)和ZMO1819(编码固氮蛋白)进行验证,结果表明过表达ZMO1060和ZMO1819能够更显著地改变生物电化学系统中Z.mobilis的代谢。本工作为应用生物电化学系统调控微生物代谢物生产提供了参考。     

高原低氧胁迫对小鼠肝脏功能及基因表达的影响

低氧作为青藏高原最为特殊的环境因素之一,对高原动物的适应进化产生了深刻的影响。持续的低氧暴露会损伤肝脏功能,引起动物机体代谢紊乱,但连续低氧处理对子代肝脏的影响仍缺乏相关研究。本研究将成年小鼠转移至高原低氧环境 (海拔3 220 m) 饲养并繁殖,以常氧条件下饲养小鼠为对照,统计低氧处理小鼠 (低氧第0代) 及其子代 (低氧第1 ~ 5代) 生长数据,发现长期低氧暴露导致小鼠肝脏比重增加,肝细胞肿胀,肝索间红细胞浸润,并且子一代小鼠肝小叶出现脂肪变性。血液生化指标显示,相比于对照组 (常氧第0代),低氧第0代和低氧第1代的谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平显著上升 (P < 0.05);血清白蛋白、球蛋白、总胆红素和总胆固醇水平在低氧第0代中下降,低氧第1代中上升 (P < 0.05)。空腹注射葡萄糖和胰岛素后低氧组小鼠的葡萄糖耐受能力和胰岛素敏感性显著减弱 (P < 0.05)。常氧第0代、低氧第0代及低氧第1代肝脏RNA-seq分析发现,低氧第0代和低氧第1代共有的459个差异基因显著富集在MAPK、细胞凋亡、脂质代谢和内质网等信号通路。本研究发现低氧胁迫对子代小鼠肝脏具有重要影响,此结果对肝脏低氧生理和高原肝脏疾病的研究具有重要的借鉴意义。     

基于单细胞转录组的多级别胶质瘤异质性及免疫微环境分析揭示了潜在的预后生物标志物

脑胶质瘤（glioma）是中枢神经系统最常见的内在肿瘤,具有发病率高、预后较差等特点。本研究旨在鉴定多形性胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme,GBM）和低级别胶质瘤（lower-grade gliomas,LGG）之间的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,以探讨不同级别胶质瘤的预后影响因素。从NCBI基因表达综合数据库中收集了胶质瘤的单细胞转录组测序数据,其中包括来自3个数据集的共29 097个细胞样本。对于不同分级的人脑胶质瘤进行分析,经过滤得到21 071个细胞,通过基因本体分析、京都基因与基因组百科全书途径分析,从差异表达基因中筛选出70个基因,我们通过查阅文献,聚焦到delta样典型Notch配体3（delta like canonical Notch ligand 3,DLL3）这个基因。基于TCGA的基因表达谱交互分析（gene expression profiling interactive analysis,GEPIA）数据库用于探索LGG和GBM中DLL3基因的表达差异,采用基因表达谱交互式分析和肿瘤免疫学估计资源（tumor immune estimation resource,TIMER）数据库,研究关键基因在不同分级的脑胶质瘤中的表达,预测了与免疫治疗密切相关的生物标志物。cBioPortal数据库用于探索DLL3表达与25个免疫检查点之间的关系。基因集富集分析（gene set enrichment analysis,GSEA）进一步确定了与中心基因相关的途径。最后,在中国胶质瘤基因组图谱（Chinese glioma genome atlas,CGGA）中验证了生物标志物在预后和预测中的疗效。这些结果发现,预后基因与肿瘤增殖和进展有关,通过生物学信息和生存分析,表明这些基因可能作为一种有前途的预后生物标志物,并作为选择治疗策略的新靶点。     

RNA-seq用于获得共轭亚油酸对贵妃鸡肌内脂肪代谢调控的关键基因

通过转录物组测序获得在贵妃鸡基础日粮中添加共轭亚油酸(CLA)对肌内脂肪代谢的差异表达基因,经生物信息学分析获得相关的信号通路及可能发挥重要作用的候选基因,为CLA对肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。本研究选用55日龄健康的贵妃鸡为试验动物,在基础日粮中添加CLA 0%、1%和2%,预饲期1周,正饲期6周。屠宰采集胸肌组织进行转录物组测序,对测序数据进行差异表达分析,差异表达基因GO功能和差异表达基因KEGG通路富集分析,筛选出与胸肌脂类代谢相关的差异表达基因,利用qRT-PCR对差异表达基因进行验证。结果显示,共获得1 065个差异表达基因,其中上调基因703个,下调基因362个。GO富集结果显示,差异表达基因主要富集在生物过程的细胞过程、单一生物过程、生物调节和代谢过程。KEGG信号通路富集显示,差异表达基因显著富集在黏着斑、不饱和脂肪酸生物合成、脂肪酸生物合成和类固醇生物合成等信号通路中,发现11个主要与肌内脂肪代谢相关的候选基因,分别是FADS1、FADS2、ELOVL5、ACOX2、SLC27A1、FABP5、LPL、LOC107050163、ENSGALG00000030996、ENSGALG00000005043和ENSGALG00000048882。并随机选取6个基因进行qRT-PCR验证,其相对表达量变化趋势与测序结果一致。本研究筛选到CLA影响贵妃鸡胸肌脂类代谢相关的差异表达基因,并对11个主要参与脂肪代谢相关的基因进行分析,为揭示CLA调控肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。     

萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析

低温胁迫是萱草（Hemerocallis fulva）生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理（10、5、0 ℃）下转录组与对照（15 ℃）数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5、OFPs和SWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。     

六斑月瓢虫触角及感觉器扫描电镜观察

[目的] 明确六斑月瓢虫雌雄成虫触角感觉器种类、分布及形态特征。[方法] 利用扫描电子显微镜对六斑月瓢虫雌、雄成虫触角形态及触角感受器超微结构进行观察。[结果] 六斑月瓢虫成虫触角由柄节、梗节和鞭节组成,柄节长度与宽度显著大于梗节长度与宽度;鞭节分为9个亚节,末端3节横向膨大呈锤状。雌雄成虫触角上共有8种感觉器:刺形感觉器(SC)、毛形感觉器(ST)、锥形感觉器(SB)、腔形感觉器(CaS)、钟形感觉器(CS)、哑铃形感觉器(DS)、香肠形感觉器(SS)及B?hm氏鬃毛感觉器(BB)。以毛形感觉器和刺形感觉器分布最广,遍布触角;B?hm氏鬃毛仅存在于触角柄节与梗节;触角鞭节第9亚节顶端密布7种触角感觉器。六斑月瓢虫雌雄成虫触角长度、触角感觉器类型及分布无显著差异。[结论] 六斑月瓢虫成虫触角上共有8种感觉器,其触角可能具有感知机械刺激、识别化学信息素及感受温湿度变化的作用。本研究为进一步了解六斑月瓢虫触角与其行为间的关系提供基础资料。     

Development of 28 EST‐SSR markers based on transcriptome sequences of Gobiobotia filifer and cross‐species amplification

Gobiobotia filifer is a small benthic fish distributed in Yangtze River Basin. The abundance of G. filifer increased after impoundment of Xiluodu Dam and Xiangjiaba Dam. The state of population structure and changes of genetic diversity before and after impoundment of Xiluodu Dam and Xiangjiaba Dam were interesting issues. However, efficient molecular markers were rare, which will limit us to solve above problems. Twenty‐eight expressed sequence tag SSRs (EST‐SSRs) were successfully identified and verified as stable amplification and polymorphic loci by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and capillary electrophoresis. The number of alleles at these EST‐SSR loci ranged from 3 to 14, the polymorphism information content values were 0.125–0.897, and the observed and expected heterozygosities were 0.0–0.857 and 0.132–0.928, respectively. Cross‐species amplification of the 28 loci developed in this study was examined in seven individuals of each of the 7 taxa. The amplification efficiency of 28 EST‐SSRs primer pairs is related to the distance of genetic relationship between cross‐species with G. filifer, and same subfamily species (Xenophysogobio boulengeri and Xenophysogobio nudicorpa) showed the highest (50%) amplification efficiency. These EST‐SSR markers could be used to analyse genetic diversity and population structure of G. filifer and related species.