三种化学感受蛋白在意大利蜜蜂成年工蜂中的时空表达水平研究

【目的】化学感受蛋白(Chemonsensory proteins,CSPs)是一类可溶性小分子蛋白质,广泛存在于昆虫的触角及其他感受器中,参与昆虫的化学感受行为,在昆虫化学感受系统中发挥重要的作用,本文旨在探究Amel-CSP1、Amel-CSP2和Amel-CSP6在意大利蜜蜂成年工蜂中的时空表达水平及生理功能。【方法】首先通过荧光定量PCR技术检测了Amel-CSP1、Amel-CSP2和Amel-CSP6在哺育蜂和采集蜂的触角、头部、胸部、腹部和腿的表达水平;然后又对不同日龄工蜂(1,6,12,18,28日龄)触角中Amel-CSP1、Amel-CSP2和Amel-CSP6的表达情况进行检测。【结果】(1)Amel-CSP1在工蜂的触角和头部都有较高的表达水平,其在工蜂触角中的表达水平显著高于其他部位(P0.05);Amel-CSP2在哺育蜂触角中表达水平最高,显著高于其他部位(P0.05),而其在采集蜂头部的表达水平最高,显著高于其他部位(P0.05);Amel-CSP6在哺育蜂和采集蜂的头部表达量最高,其在触角、胸部也有较高表达水平。(2)Amel-CSP1在工蜂触角中的表达水平随日龄的增长而增加,其在28日龄的表达水平显著高于其他日龄(P0.05);Amel-CSP2在1日龄和12日龄工蜂触角的表达量最高,显著高于其他日龄(P0.05);Amel-CSP6在28日龄工蜂触角中的表达水平最低,显著低于其他日龄(P0.05)。【结论】Amel-CSP1、Amel-CSP2、Amel-CSP6在意大利蜜蜂成年工蜂中的表达具有明显的时空特异性,这对进一步探测意大利蜜蜂CSPs家族的生理功能提供了研究方向和理论基础,具有一定的生物学意义。     

蜜蜂抗菌肽研究及其应用进展

抗菌肽是一类由特定基因编码的小分子多肽,广泛分布于各种生物中,是生物天然免疫的重要效应分子,其对缺乏获得性免疫系统的昆虫尤为重要。蜜蜂是一种对环境极其重要的社会性模式昆虫,又有着极高的经济价值,因此蜜蜂抗菌肽有着较大的研究意义。本文对蜜蜂4种天然免疫抗菌肽（Apidaecin、Abaecin、Hymenoptaecin和Defensin）和蜂产品中的抗菌肽（Jelleines、Melittin和Apamin）研究进展进行了综述,介绍了它们的功能、作用机制及其应用,提出了蜜蜂抗菌肽未来可行的研究方向,旨在推动蜜蜂抗菌肽的研究。     

三种新烟碱农药对西方蜜蜂生存和生理的联合影响

为探究亚致死浓度的3种常用新烟碱农药噻虫嗪、吡虫啉和噻虫胺两两混合对西方蜜蜂生存以及乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性的联合影响,本研究通过饲喂管法检测这3种新烟碱农药对西方蜜蜂的经口性急性毒性。用各农药的LD_(10)值作为处理剂量,检测LD_(10)的各农药及其两两混合处理西方蜜蜂后48 h蜜蜂的死亡率,并检测各处理组蜜蜂乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性变化。3种农药两两互混后与单一农药相比均能显著增加西方蜜蜂的死亡率(P0.05);噻虫嗪和吡虫啉以及噻虫嗪和噻虫胺联合用药均对蜜蜂毒性具有协同增效作用(Q1.15)。所有农药处理组蜜蜂的乙酰胆碱酯酶活性均显著高于对照组(P0.05),其中噻虫嗪与噻虫胺混合组乙酰胆碱酯酶的活性最高;噻虫嗪和吡虫啉以及噻虫嗪和噻虫胺两两互混后与单一农药处理组相比均能显著增加蜜蜂乙酰胆碱酯酶活性(P0.05)。除噻虫嗪与噻虫胺互混组对蜜蜂谷胱甘肽S-转移酶活性具有明显的抑制作用(P0.05),其他农药组谷胱甘肽S-转移酶活性均没有明显变化。新烟碱类农药噻虫嗪和吡虫啉以及噻虫嗪和噻虫胺互混处理组能够协同增加对蜜蜂的毒性,而且农药混合与单一农药处理相比能引起蜜蜂不同的生理变化。本研究利于更深入了解和探究混合农药对蜜蜂健康的影响,并为保护蜜蜂提供一定理论基础。     

基于气孔导度和光合模型的植物功能类群合并问题

尺度扩展(Scaling up)过程中的植物类群合并问题是生态系统建模领域的难点之一。该文采用机理性生理生态学模型对内蒙古典型草原9种植物净光合速率和气孔导度与环境因子的关系进行了分析,净光合速率模型和气孔导度模型分别能够平均解释生长季内78.19%和55.87%的净光合速率和气孔导度的日变化。在此基础上根据拟合得到的8个植物生理参数进行聚类分析,将内蒙古典型草原9种植物分为3个植物功能类群:克氏针茅(Stipa krylovii)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)抗旱性强,生物化学光合能力中等,归为一类称为强抗旱中光合植物功能类群;羊草(Leymus chinensis)、芨芨草(Achnatherum splendens)和马蔺(Iris lactea)抗旱性中等,生物化学光合能力较强,归为一类称为中抗旱高光合植物功能类群;串铃草(Phlomis mongolica)抗旱性和生物化学光合能力都比较低,称为低抗旱低光合植物功能类群。在对多种植物存在的自然生态系统进行模拟时可以按此方法将植物分成若干具有相似特点的功能类群,而不必对每一种植物都作模拟。这种处理方法可以降低模型复杂性和节省运算时间,较之于只用优势种来代替所有物种的模拟也更加接近实际情况。这将为生态系统模型尺度扩展过程中如何合理有效合并植物类群,从而正确判别植物功能型提供一种可行的方法。     

植物功能型研究方法在生态系统模型中的应用

植物功能型(PFTs)是研究不同时空尺度上植被与全球变化之间关系的新方法,被广泛应用于植物生态学模型研究领域.本文介绍了植物功能型的概念由来以及与生活型(life form)、功能团(guild)、生物群区(biome)的区别和联系,总结了植物功能型的5种常见的划分标准,并将近半个世纪以来植物功能型研究方法在生态模型中...     

氟啶虫胺腈对意大利蜜蜂解毒、免疫和记忆相关基因表达的亚致死效应

【目的】新型杀虫剂氟啶虫胺腈广泛用于农业生产中的害虫防治,但其对蜜蜂健康影响的研究较少。本文探究了亚致死剂量的噻虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica 6种解毒相关基因(CYP9Q1、CYP9Q2、CYP9Q3、CYP9S1、CYP6AS5和CYP4G11)、4种免疫相关基因(Abaecin、Defensin、Hymenoptaeci和Apidaecin)和3种记忆相关基因(PKA、GluRA和NMDAR1)表达的影响。【方法】采用饲喂法确定氟啶虫胺腈对蜜蜂的经口急性毒性;并用1/3 LD_(50)和1/10 LD_(50)氟啶虫胺腈饲喂蜜蜂后48 h,运用荧光定量PCR技术分别检测了蜜蜂脑部解毒、免疫和记忆相关基因的表达变化,并统计各组蜜蜂的死亡率。【结果】氟啶虫胺腈对蜜蜂经口性半数致死剂量LD_(50)为0.099μg/蜂;饲喂1/3 LD_(50)氟啶虫胺腈能够显著抑制蜜蜂Abaecin和Defensin的表达(P 0.05),而PKA、NMDAR1、GluRA、CYP9Q2和CYP9Q3能够被其诱导上调表达(P 0.05);饲喂1/3 LD_(50)和1/10 LD_(50)氟啶虫胺腈均能显著诱导蜜蜂Hymenoptaecin、Apidaecin、CYP6AS5和CYP4G11上调表达(P 0.05)。但饲喂1/3 LD_(50)和1/10 LD_(50)氟啶虫胺腈的处理均不影响蜜蜂CYP9Q1和CYP9S1表达。【结论】氟啶虫胺腈的曝露可能会对意大利蜜蜂的免疫、记忆和解毒系统都有一定的影响,这对深入探究氟啶虫胺腈与蜜蜂之间互作的分子机制有一定生物学意义。     

蜜蜂非编码RNA研究进展

非编码RNA(Non-coding RNA,ncRNA)是指不编码蛋白质的功能性RNA的统称,主要包括微小RNA(MicroRNA,miRNA)、长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)和环状RNA(Circular RNA,circRNA)等,它们在各种生命活动中发挥着重要的调控作用.蜜蜂不仅是重要经济授粉昆虫,还是人类研究动物复杂社会行为的最佳模式生物.近年来,蜜蜂ncRNA亦是该领域研究热点,成果不断涌现,本文在介绍ncRNA的特征、分类及其主要作用机制的基础上,主要针对ncRNA在蜜蜂劳动分工、级型分化、繁殖性能和免疫防御等方面调控作用的最新研究进展进行综述,以期为深入探究ncRNA提供借鉴和参考.     

土壤-根系统水分再分配:土壤-植物-大气连续体中的一个小通路

吸收和传导水分一直被视为植物根系最主要的功能之一,而人们对根系在某些情况下还可以向土壤释放水分的事实及其对植物生长和生态系统功能的影响了解得还很不充分,尽管这样的证据由来已久。土壤-根系统水分再分配(Hydraulic redistribution, HR)是近20年间被发现和证实的,指水分从土壤中较湿的部分经由植物的根系传导而运动到土壤中较干的部分,通常发生在蒸腾减弱的夜间,可以沿水势梯度下降的方向而在不同土层间向上向下或侧向运动。HR研究揭示了土壤-植物-大气连续体中有时会存在土壤-根-土壤的水流小通路,细化了土壤-根系统中水分储存和运输的时空动态和机制。土壤水分状况的连续监测、根木质部液流测量、稳定性同位素技术的使用构成了HR实验研究的三大手段。当土壤中深层水分充足的时候,HR可以提高根系吸收和传导水分的效率,有利于植物充分利用资源,延长了浅层土壤的水分可利用期,有利于维持植物组织的生理活性和水流传导;旱季后降水来临的时候,HR可以将一部分降水转移到深层土壤,增加了可利用性水分的总量。对于干旱半干旱的沙地和草原、季节性干旱的森林等类型,HR过程可能对生态系统水分循环产生重要影响。有必要在国内针对这些生态系统展开深入的实验研究,同时探索将HR过程适当结合到生态系统模型和水文模型中,从而更准确地研究和预测群落内植物水分关系和生态系统水分动态。此外,结合农林设计、植被恢复、生态需水量估算和农业节水等方面进行的HR研究也值得深入探索。