西葫芦NCED基因家族鉴定及其响应干旱胁迫分析

NCED基因家族成员在调节植物响应干旱胁迫中发挥着关键作用,该研究通过生物信息学技术分析NCED在西葫芦基因组中的分布、结构及进化,研究家族成员在不同组织中的表达特异性及其对10%PEG 6000模拟干旱、0.1 mmol·L-1ABA激素和自然干旱胁迫的响应,以解析NCED基因家族的生物学功能。结果表明:(1)从西葫芦全基因组中鉴定出6个NCED家族基因(CpNCED1~6),且6个基因均不含内含子、分别分布于西葫芦的1、10、12、14、19和20号共6条染色体上。(2)理化性质分析发现,CpNCED1~6蛋白长度为569~590 aa,理论分子量在62.64~65.54 kD之间。(3)蛋白保守元件分析显示,除CpNCED3蛋白在遗传进化过程中出现3个基序(motif 12、motif 13和motif 15)的缺失外,其余5个蛋白都有完整的16个motif保守基序,且分布在600个氨基酸以内,同时大部分NCED蛋白序列保守性较高。(4)顺式作用元件分析显示,西葫芦CpNCED1~6基因均含ABRE、W box、MBS、P-box、TCA-element、CGTCA-motif、TGA-element和TGA-box等潜在的干旱胁迫响应元件。(5)qRT-PCR分析表明,CpNCED1~6基因在西葫芦不同组织中的表达具有组织特异性,其中,CpNCED4和CpNCED1在茎中的表达量显著高于其他4个基因,CpNCED2、CpNCED4、CpNCED6在花中的表达显著高于其余3个基因且CpNCED2表达量最高,CpNCED1~6在果实和叶中的表达量均相对较低;与对照组相比,CpNCED1~6受模拟干旱、ABA激素和自然干旱胁迫均上调表达;伴随干旱胁迫的产生,叶片中脱落酸(ABA)含量逐渐升高,暗示CpNCEDs在西葫芦干旱胁迫响应与ABA的生物合成过程中发挥着正向调控作用。研究发现,6个CpNCED1~6基因与西葫芦干旱胁迫响应密切相关,且对西葫芦干旱胁迫的响应以及ABA生物合成具有重要作用,尤其以CpNCED2和CpNCED4基因的作用更为明显。     

极端高温对美洲斑潜蝇生物学的影响(英文)

瞬时极端高温、一天内极端高温持续时间对美洲斑潜蝇各虫态死亡率及极端高温的持续天数对蛹存活和成虫寿命及产卵量影响的研究表明：卵、１龄、２龄、３龄幼虫、蛹及成虫的半数致死瞬时极端高温分别为：５１．４、５１．１、５２．２、５３．５、４１．１和４３．９°Ｃ;各虫态死亡率随极端高温持续时间的增长而提高,死亡率与极端高温及持续时间呈二次曲线关系; ４０°Ｃ下每天持续３ｈ高温,蛹死亡率、成虫寿命和产卵量与持续天数呈线性关系。     

猪脾转移因子对La Sota株鸡新城疫弱毒疫苗的免疫增强作用

【目的】本文旨在研究猪脾转移因子（TF）对新城疫（ND）病毒弱毒疫苗La Sota株的免疫增强作用及机理,为兽医临床防控提供理论依据。【方法】以4种不同剂量La Sota疫苗株分别单独、与TF联合免疫SPF鸡,14 d后以ND病毒（NDV）参考强毒F₄₈E₉株(10^4.7 ELD₅₀)进行攻毒,采用蛋白质芯片技术测定鸡外周血IL-6、IL-10、IL-16和IL-21浓度,并以血凝抑制（HI）试验和荧光定量RT-PCR方法分别检测鸡ND HI抗体效价和F₄₈E₉株的病毒血症水平。【结果】攻毒保护试验表明,单独免疫10^5.17、10^4.17、10^3.17和10^2.17 EID₅₀剂量时疫苗攻毒保护率分别为100%、55%、0%和0%,半数保护量(PD₅₀)为12 023 EID₅₀;对应剂量联合免疫时疫苗攻...     

中国南瓜CmHSP70基因的克隆及表达分析

为了探究中国南瓜(Cucurbita moschata)热激蛋白70基因的功能,该研究采用转录组测序和RT PCR方法,从中国南瓜中分离获得3个HSP70基因的开放阅读框(ORF)全长,分别命名为CmHSP70 1、CmHSP70 2和CmHSP70 3,三者的序列长度分别为1 998、1 941和2 118 bp,编码666、647和706个氨基酸。蛋白序列分析显示,3个CmHSP70蛋白均属于亲水性蛋白,都含有典型的NBD和SBD保守结构域;CmHSP70 1蛋白含有信号肽和跨膜结构,亚细胞主要定位于内质网;CmHSP70 2蛋白和CmHSP70 3蛋白不含信号肽和跨膜结构,亚细胞主要定位于细胞质和叶绿体。同源比对和进化分析发现,3个CmHSP70蛋白与苦瓜、甜瓜和黄瓜的HSP70蛋白的相似性最高且遗传距离最近。qRT PCR分析显示,42 ℃处理能够诱导3个CmHSP70基因在根、茎、嫩叶和成熟叶中表达,并且表达量存在明显的组织特异性,成熟叶中基因的表达量最高;高温条件下,成熟叶中3个CmHSP70基因均能够在短时间内(处理0~2 h)响应热胁迫而大量表达,尤其是CmHSP70 2基因,推测该基因可能在中国南瓜热胁迫过程发挥重要的调节作用。该研究结果为深入了解HSP70基因功能以及阐明中国南瓜的耐热机制提供理论依据。     

黄秋葵八氢番茄红素脱氢酶基因的克隆与分析

该研究根据黄秋葵(Hibiscus esculentus L.)转录组测序获得的八氢番茄红素脱氢酶基因(HePDS)序列(GenBank登录号为MG372370)设计引物,克隆验证得到1条HePDS基因全长为2 020 bp cDNA,开放阅读框(ORF)包含1 686个碱基;预测其编码561个氨基酸,理论分子量为62.62 kD,等电点为8.155;编码的蛋白与海岛棉(Gossypium barbadense)、雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)、陆地棉(Gossypium hirsutum)同源蛋白的相似性均在93%以上,均含有1个保守的二核苷酸结合域和1个类胡萝卜素结合域,显示其高度的保守性。荧光定量PCR 分析表明,HePDS基因在黄秋葵根、茎、叶、花和果荚中均有表达;叶发育过程以嫩叶中表达最高,果实发育中以花后2 d表达量最高。类胡萝卜素含量随着叶、果实发育逐渐升高,成熟叶的含量最高,果实以花后4 d含量最高,且HePDS基因的表达与类胡萝卜素含量存在密切的相关性。该研究结果为进一步探讨HePDS基因的功能和调控机制,以及采用VIGS和CRISPR/Cas9技术开展黄秋葵基因功能的反向遗传学研究奠定了基础。     

六种新烟碱类杀虫剂和三氟苯嘧啶对黄胸蓟马及南方小花蝽的选择毒性

【目的】评估6种新烟碱类杀虫剂和1种新型杀虫剂三氟苯嘧啶对黄胸蓟马Thrips hawaiiensis及其天敌南方小花蝽Orius strigicollis的选择毒性,为杀虫剂与南方小花蝽联合防控黄胸蓟马提供依据。【方法】采用药膜法测定吡虫啉、呋虫胺、氟吡呋喃酮、氯噻啉、烯啶虫胺和噻虫嗪6种新烟碱类杀虫剂及三氟苯嘧啶对黄胸蓟马成虫的毒力及对南方小花蝽5龄若虫的急性毒性,并评估其对南方小花蝽5龄若虫的暴露风险。【结果】供试的7种杀虫剂对黄胸蓟马成虫的半致死用量(median lethal rate, LR₅₀)均低于田间最大推荐用量。氯噻啉对黄胸蓟马成虫的LR₅₀值最低(0.183 g a.i/hm²),显著低于其他杀虫剂;氟吡呋喃酮和三氟苯嘧啶对黄胸蓟马成虫的LR₅₀值分别为3.066和3.949 g a.i/hm²,显著高于其他杀虫剂;两种烯啶虫胺制剂(20%烯啶虫胺可溶液剂和10%烯啶虫胺水剂)对黄胸蓟马成虫的LR₅₀分别为0.327和0.201 g a.i/hm²;两种噻虫嗪制剂(70%噻虫嗪水分散粒剂和25%噻虫嗪水分散粒剂)对黄胸蓟马成虫的LR₅₀值分别为0.970和0.685 g a.i/hm²;不同剂型和含量的烯啶虫胺和噻虫嗪对黄胸蓟马成虫的毒力差异显著。测试的6种新烟碱类杀虫剂对南方小花蝽5龄若虫的LR₅₀值均低于田间最大推荐用量,而三氟苯嘧啶对南方小花蝽5龄若虫的LR₅₀值高于田间最大推荐用量。三氟苯嘧啶对南方小花蝽5龄若虫的毒性最低(LR₅₀>65.736 g a.i/hm²),吡虫啉和呋虫胺次之(LR₅₀值分别为21.317和24.486 g a.i/hm²)。吡虫啉、呋虫胺、三氟苯嘧啶对黄胸蓟马成虫和南方小花蝽5龄若虫具有较高的选择毒性。三氟苯嘧啶和吡虫啉对农田内、农田外南方小花蝽的风险均可接受,氯噻啉和噻虫嗪均不可接受。【结论】黄胸蓟马成虫对6种新烟碱类杀虫剂和三氟苯嘧啶均具极高的敏感性,其中以吡虫啉和三氟苯嘧啶对南方小花蝽5龄若虫的风险较低;三氟苯嘧啶与南方小花蝽兼容性较高,二者在黄胸蓟马的联合防控中具备良好的潜力。     

基于性诱和深度学习的草地贪夜蛾成虫自动识别计数方法

【目的】探究深度学习在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda成虫自动识别计数上的可行性,并评估模型的识别计数准确率,为害虫机器智能监测提供图像识别与计数方法。【方法】设计一种基于性诱的害虫图像监测装置,定时自动采集诱捕到的草地贪夜蛾成虫图像,结合采集船形诱捕器粘虫板上草地贪夜蛾成虫图像,构建数据集;应用YOLOv5深度学习目标检测模型进行特征学习,通过草地贪夜蛾原始图像、清除边缘残缺目标、增加相似检测目标(斜纹夜蛾成虫)、无检测目标负样本等不同处理的数据集进行模型训练,得到Yolov5s-A1, Yolov5s-A2, Yolov5s-AB, Yolov5s-ABC 4个模型,对比在不同遮挡程度梯度下的测试样本不同模型检测结果,用准确率(P)、召回率(R)、F1值、平均准确率(average precision, AP)和计数准确率(counting accuracy, CA)评估各模型的差异。【结果】通过原始图像集训练的模型Yolov5s-A1的识别准确率为87.37%,召回率为90.24%,F1值为88.78;清除边缘残缺目标图像集训练得到的模型Yolov5s-A2的识别准确率为93.15%,召回率为84.77%,F1值为88.76;增加斜纹夜蛾成虫样本图像训练的模型Yolov5s-AB的识别准确率为96.23%,召回率为91.85%,F1值为93.99;增加斜纹夜蛾成虫和无检测对象负样本训练的模型Yolov5s-ABC的识别准确率为94.76%,召回率为88.23%,F1值为91.38。4个模型的AP值从高到低排列如下：Yolov5s-AB>Yolov5s-ABC> Yolov5s-A2>Yolov5s-A1,其中Yolov5s-AB与Yolov5s-ABC结果相近;CA值从高到低排列如下：Yolov5s-AB>Yolov5s-ABC>Yolov5s-A2>Yolov5s-A1。【结论】结果表明本文提出的方法应用于控制条件下害虫图像监测设备及诱捕器粘虫板上草地贪夜蛾成虫的识别计数是可行的,深度学习技术对于草地贪夜蛾成虫的识别和计数是有效的。基于深度学习的草地贪夜蛾成虫自动识别与计数方法对虫体姿态变化、杂物干扰等有较好的鲁棒性,可从各种虫体姿态及破损虫体中自动统计出草地贪夜蛾成虫的数量,在害虫种群监测中具有广阔的应用前景。     

RNAi抑制小菜蛾Br-Z2/3基因对下游细胞凋亡基因表达及化蛹的影响

【目的】本研究旨在构建用于小菜蛾Plutella xylostella蛹期特异表达基因Br-Z2/3 dsRNA合成的体外原核表达系统,研究RNAi抑制Br-Z2/3基因对小菜蛾Br-Z2/3和细胞凋亡基因表达及化蛹的影响。【方法】构建小菜蛾L4440-Br-Z2/3重组载体,转化大肠杆菌Escherichia coli HT115感受态细胞,经IPTG诱导大量获得Br-Z2/3 dsRNA,显微注射Br-Z2/3 dsRNA至小菜蛾4龄幼虫进行RNAi;qPCR检测干扰Br-Z2/3基因12和24 h后小菜蛾4龄幼虫Br-Z2/3及其下游细胞凋亡基因reaper, caspase-9和Gadd45g的表达量;观察并统计Br-Z2/3 RNAi后小菜蛾4龄幼虫的化蛹率、平均化蛹时间、蛹畸形率和幼虫死亡率。【结果】成功实现了Br-Z2/3 dsRNA的原核表达。qPCR结果表明,RNAi干扰Br-Z2/3后,小菜蛾4龄幼虫Br-Z2/3基因和相关联的细胞凋亡基因reaper表达量显著下降,但caspase-9和Gadd45g表达量显著上升。注射Br-Z2/3 dsRNA的处理组,化蛹率显著低于对照组,且化蛹高峰期推迟,幼虫死亡率显著高于对照组且畸形蛹率增加。【结论】本研究成功构建了用于小菜蛾Br-Z2/3基因dsRNA合成的体外原核表达系统,利用显微注射法对Br-Z2/3进行RNA干扰,证明Br-Z2/3是调控小菜蛾化蛹的关键基因。