苗期水稻响应褐飞虱取食的基因差异表达分析

【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens (St?l)是水稻的重要害虫之一,主要刺吸水稻韧皮部汁液为害,对水稻生产造成严重的产量和经济损失。为研究水稻响应褐飞虱取食的分子机制,对褐飞虱取食6 h后的苗期水稻进行转录组测序及基因差异表达分析。【方法】采用illumina二代测序技术获得褐飞虱取食前后水稻组织的转录组数据,利用RSEM软件进行基因表达定量和DEseq2进行差异表达分析;从差异表达基因中随机选取20个基因采用荧光定量PCR技术进行验证;采用GeneMerge软件对差异表达基因进行KEGG和GO富集分析。【结果】褐飞虱取食后,水稻转录组中的1 104个基因出现了差异表达,其中435个基因表达上调,669个基因表达下调。荧光定量PCR结果显示,20个差异表达基因中18个基因的表达变化趋势和测序结果一致,证明了转录组分析结果可靠。GO和KEGG富集分析表明,表达上调基因主要与水稻氧化应激、海藻糖合成及次生化合物代谢有关,显著富集在14个KEGG通路和30个GO功能分类中;而表达下调基因主要参与水稻纤维素、蛋白质及脂肪酸合成过程,显著富集在29个KEGG通路和26个GO功能分类。在差异表达基因中,分别有61个转录因子和13个水杨酸和茉莉酸信号通路相关基因。【结论】褐飞虱取食激发了水稻的应激反应和保护机制,同时还降低了营养合成的过程,是飞虱为害造成水稻减产的原因之一。本研究初步揭示了苗期水稻响应褐飞虱取食的差异表达基因,为研究水稻-褐飞虱互作机制以及褐飞虱抗性水稻品种培育提供了参考和依据。     

水稻条纹叶枯病毒对灰飞虱生物学特性及若干生理生化特性的影响

【目的】为明确水稻条纹叶枯病毒(Rice stripe virus,RSV)侵染对灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)生长发育的影响,本文比较研究了带毒与无毒灰飞虱发育历期及寿命、卵巢发育及体内相关酶活力等生物学特征和生理生化指标间的差异。【方法】利用单管饲养法,比较分析了带毒与无毒灰飞虱若虫历期与成虫寿命;通过解剖灰飞虱卵巢,观察并统计不同卵子级别与数量,研究携带RSV病毒对灰飞虱卵巢发育的影响;利用多种酶活力测定方法,比较带毒与无毒灰飞虱若虫期5种相关酶活力的差异。【结果】无毒灰飞虱雌、雄若虫历期分别为(16.30±0.33)d和(15.62±0.21)d;带毒灰飞虱雌、雄若虫历期分别为(19.08±0.43)d和(18.50±0.58)d,表明RSV侵染显著延缓了灰飞虱若虫的生长发育(t-test,P0.001);而无毒灰飞虱雌、雄成虫寿命分别为(10.74±0.81)d和(14.46±1.34)d;带毒灰飞虱雌、雄成虫寿命分别为(9.09±1.27)d和(13.55±2.38)d,表明RSV侵染对灰飞虱成虫发育没有显著影响。解剖羽化后的灰飞虱卵巢经统计分析后,发现RSV侵染后灰飞虱的卵巢发育及卵子发生并未受到明显影响。对发育至3龄若虫后12、24、120 h的无毒与带毒灰飞虱进行相关的酶活力测定,包括保护酶系超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、解毒酶系谷胱甘肽-S转移酶GST和乙酰胆碱酯酶Ach E,发现RSV侵染对灰飞虱体内相关生化酶活力大小无明显影响,但可改变酶活力的变化趋势。【结论】RSV侵染显著延长灰飞虱若虫发育历期,但对成虫的寿命和卵巢发育无明显影响,对体内保护、解毒等相关代谢酶活力大小没有显著影响,但却可以改变酶活力的变化趋势,推测RSV与灰飞虱不存在典型的互惠互利关系。     

昆虫基因组及数据库研究进展

基因组序列为昆虫分子生物学研究提供丰富的数据资源,推动系统生物学在古老的昆虫学中蓬勃发展。昆虫基因组学研究已经成为当前的研究热点,目前在NCBI登录注册的昆虫基因组测序计划有494项,其中已提交原始测序数据的昆虫有225种,完成基因组拼接的有215种,具有基因注释的有65种,公开发表的昆虫基因组有43篇。本文综述了测序技术发展的历史及其对昆虫基因组研究的推动作用、昆虫基因组的组装和注释及其存在的问题、昆虫基因组测序进展、昆虫基因组数据库的发展及基因数据挖掘利用的基本思路和对策,以及昆虫基因大数据在害虫防治和资源昆虫利用中的应用前景。     

基于基因组特异性SSR序列的实蝇PCR鉴定方法

【目的】实蝇科昆虫是全球范围内重要的检疫性害虫,其幼虫取食寄主果实,引起果实腐烂、变质,造成巨大经济损失。由于口岸截获多为实蝇卵、幼虫、蛹等非成虫虫态,需饲养至成虫才能根据形态准确鉴定,因此快速可靠的分子鉴定技术体系亟需完善。【方法】利用公开发表的实蝇基因组序列,通过生物信息学方法从4种检疫性实蝇即地中海实蝇Ceratitis capitata、瓜实蝇Bactrocera cucurbitae、橘小实蝇Bactrocera dorsalis、昆士兰实蝇Bactrocera tryoni中挖掘物种特异性的简单重复序列(Simple sequence repeats,SSR),针对各物种设计含有其特异性简单重复序列的引物,提取实蝇样品基因组DNA,采用常规PCR方法优化并筛选各物种特异性引物。【结果】在4种实蝇基因组中共发现20条物种特异性的SSR,基于这些序列设计的3对特异性引物能有效区分地中海实蝇、瓜实蝇和橘小实蝇,扩增片段大小分别为1 251、1 307、823 bp,而在其他物种中检测不到条带。【结论】基因组水平的序列分析发现了物种特异性的SSR,通过筛选获得物种特异性的PCR引物,可应用于3种实蝇的分子鉴定,为口岸检疫人员快速鉴定区分非成虫状态的实蝇提供了实用性技术。     

关于香子兰豆的芳香成份

香子兰主要用于食品香料,但也有用于化妆品香料。在为数众多的香料中香子兰豆具有特殊的香味,独具风格。自十六世纪西班牙人征服墨西哥并发现香子兰豆以来,它已遍及世界各地并得到广泛的应用。香子兰属兰科蔓生植物,其花没有香味,经人工授粉才能结实,4—5个月后可收获。刚收割的鲜豆荚无特殊的香味,经过一定时期的后熟,变成