基因组时代的昆虫学研究

昆虫种类繁多,它与生态系统中的生物多样性,以及人类的日常生活和生产密切相关。自2000年黑腹果蝇Drosophila melanogaster全基因组测序完成以来,至今已先后开展了88种昆虫全基因组测序工作,这标志着昆虫学研究进入了基因组时代。本文综述了近年来昆虫基因组测序进展,以及基于基因组的昆虫学研究方法及应用等两方面的研究成果。同时,着重介绍了昆虫全基因组测序进程,昆虫基因组在个体生物学、多物种间及种群,及系统生物学研究中的应用等方面的内容。最后,还探讨了基因组时代昆虫学研究所面临的挑战。     

CD80、CD86在鼻咽癌中的表达及其临床病理意义

目的:研究CD80、CD86在鼻咽癌中的表达变化及其临床病理意义。方法:选择2014年10月至2018年10月本院接诊的鼻咽癌确诊患者64例纳入研究,依据鼻咽癌复发情况分复发组(n=30)和未复发组(n=34);同期选取正常鼻粘膜活检组织33例作为正常对照组,采用SP免疫组化法检测鼻咽癌患者癌组织或正常鼻粘膜活检组织CD80、CD86蛋白的表达,并经Spearman相关性分析法分析CD80、CD86蛋白表达与鼻咽癌恶化程度的相关性。结果:鼻咽癌的癌组织CD80、CD86蛋白均呈高表达,阳性表达主要定位于细胞膜、细胞质,与肿瘤临床TNM分期、淋巴结转移均显著相关(P0.05)。复发组、未复发组肿瘤组织中的mRNA(ARD1、Ptch1、Survivin)表达显著高于对照组,且复发组高于未复发组,差异有统计学意义(P0.05)。Spearman相关性分析显示CD80、CD86蛋白表达与鼻咽癌细胞侵袭能力呈显著正相关(r=0.403、0.547,P0.05)。结论:鼻咽癌的癌组织内CD80、CD86蛋白均呈高表达,与鼻咽癌的临床分期、淋巴结转移及放疗预后关系密切,可能作鼻咽癌临床诊治及预后评估的重要参考指标。     

花生四烯酸通过COX-2酶代谢氧化失活PTEN促进结直肠癌生长

摘要 目的：本研究旨在阐明过表达COX-2的结直肠癌中花生四烯酸代谢与PTEN及其下游通路的相互关系。方法：利用过表达COX-2结直肠癌细胞系CT26和Apc ^Min/+小鼠腺瘤模型,联合花生四烯酸、COX-2抑制剂NS-398和COX-2基因敲除的干预,采用流式细胞仪检测细胞凋亡、细胞周期及活性氧的产生;Transwell和克隆形成试验观察细胞的迁移和增殖能力;Western blot和免疫组化检测PTEN及其下游相关蛋白的表达。结果：花生四烯酸通过COX-2酶代谢产生活性氧并失活PTEN抑癌基因表达,从而激活PI3K-AKT蛋白促进CT26结直肠癌细胞迁移和增殖,抑制细胞凋亡;而COX-2抑制剂NS-398阻止了花生四烯酸在CT26结直肠癌细胞中的恶性生物学行为。同时,在COX-2基因敲除Apc ^Min/+小鼠腺瘤组织中,减弱了氧化应激水平,增加了PTEN表达,抑制了PI3K-AKT磷酸化,进一步抑制腺瘤生长,提高小鼠生存率。结论：花生四烯酸通过COX-2酶代谢产生活性氧下调PTEN活性,并激活PI3K-AKT促进结直肠癌生长;COX-2抑制剂可间接促进PTEN表达,抑制结直肠癌生长,能够作为CRC的潜在治疗靶点。     

厦门港纤小裸甲藻（Takayama pulchellum）的形态、生长及分子特征

在2003年厦门港发生的一次裸甲藻赤潮中分离得到了纤小裸甲藻（Takayama pulchellum）,并对其形态学进行了光镜和电镜的观察,该株藻细胞个体较小,长约20～23μm,宽约14～20μm.藻细胞外表卵圆形,细胞上壳有一条明显的S形顶沟,顶沟是特异性的反S形.与模式种相比,这一株裸甲藻细胞核更靠上部,大部分细胞横沟都没有偏移.纤小裸甲藻在盐度为28时比生长率最大,达到0.42,随着盐度下降,比生长率也跟着下降,当盐度下降到16时,生长率为0.盐度范围在8～16时,超过80%的藻类能存活48h;当盐度低于4时,生长率和存活率都为0.24～27℃是纤小裸甲藻的最适生长温度,比生长率超过0.50,当温度升到30℃时,生长率急剧下降到约0.35.毒素测定结果显示该株裸甲藻不含麻痹性贝毒和神经性贝毒.本株纤小裸甲藻大亚基D1～D2区序列长度为721bp,与基因库中该种的一株相似种同源性超过99%.对18株裸甲藻转录间隔区（ITS）序列建立的系统进化树显示,纤小裸甲藻和Karlodinium micrum的距离最近,通过ITS序列建立的系统发育树大致能够把Akashiwo属、Karenia属、Karlodinium属和Takayama属与Gymnodinium属区分开来.     

番茄环纹斑点病毒与马铃薯Y病毒复合侵染烟草的细胞病理特征

在自然情况下, 番茄环纹斑点病毒(TZSV)和马铃薯Y病毒(PVY)通常复合侵染同一植株。该文首次报道了TZSV和PVY复合侵染烟草(Nicotiana sp.)植株的细胞病理特征, 并与单独侵染进行了比较分析。复合侵染的烟草植株细胞中, TZSV病毒颗粒明显增多, 并聚集于囊膜内形成包涵体, 与PVY的风轮状及片层状内含体和病毒颗粒聚集体交叉分布于细胞质(内含线粒体明显增多)中, 线粒体、叶绿体和细胞核结构较完整; 两种病毒的颗粒、包涵体和内含体数量均较单一侵染增多, 且对寄主亚细胞结构的破坏较单一侵染为轻, TZSV和PVY及其与寄主的互作可能存在协生作用。     

重金属Cd2+对棕尾别麻蝇血细胞数量、包囊作用和形态结构的影响

为了揭示重金属对昆虫细胞免疫的影响及其机理,本文采用血细胞计数、台盼蓝染色、延展与包囊率测定, 以及显微与超微结构观察等方法,以经重金属Cd²⁺（浓度为150 μg/g）处理的棕尾别麻蝇Boettcherisca peregrina及其对照为研究对象,分别测定了处理组与对照组血细胞的数量与存活率、延展与包囊率,观察其形态结构,并比较了两组间的差异。结果表明： 棕尾别麻蝇初产幼虫经连续喂饲含Cd²⁺的饲料24,48,72和96 h后,与对照相比其血细胞总数和存活率显著下降,而血细胞的延展率和包囊作用的显著下降则分别出现于取食72和48 h之内,此后则下降不显著;由Cd²⁺处理幼虫发育形成蛹的血细胞包囊作用也显著低于对照。形态结构观察结果表明,Cd²⁺处理对幼虫的原血细胞、浆血细胞、颗粒血细胞和类绛色血细胞的显微形态影响不大,但可导致部分浆血细胞不能产生伪足;但均能导致各类血细胞的超微结构发生不同程度的变化,其中主要变化包括：细胞膜受损或破裂,染色质呈现凝聚, 线粒体和内质网等细胞器明显减少,以及胞质内出现空囊泡。结果说明重金属Cd²⁺对棕尾别麻蝇的血细胞可具有毒害作用。     

菜粉蝶丝氨酸蛋白酶基因Pr-SP1的克隆及其表达谱分析

昆虫主要依靠先天免疫反应来抵御外源异物的入侵, 而与血淋巴黑化及抗菌肽合成等过程密切相关的丝氨酸蛋白酶激活级联反应在其中起着重要作用。为阐明丝氨酸蛋白酶在菜粉蝶Pieris rapae免疫中的作用, 本文通过简并引物RT-PCR克隆获得了菜粉蝶丝氨酸蛋白酶家族基因Pr-SP1的cDNA片段, 并利用RACE法扩增获得其全序列。该cDNA序列长1 489 bp, 其中开放阅读框长1 059 bp, 共编码353个氨基酸残基。Pr-SP1含一长度为20个氨基酸残基的信号肽序列, 其蛋白理论分子量为36.85 kDa, 理论等电点为6.41。多序列比对结果表明, Pr-SP1与其他昆虫的同源蛋白基因序列上存在较高一致性, 在N端有一个发夹结构域, 而C端是一个具有催化活性的结构域。实时荧光定量RT-PCR及免疫印迹结果表明, 蛹期Pr-SP1主要在颗粒血细胞内进行转录, 其蛋白产物主要定位在血浆; Pr-SP1在不同虫态及虫龄都有转录, 其蛋白产物在不同虫态及虫龄都有表达, 其中5龄幼虫最高, 卵期最低; Pr-SP1的转录水平及其蛋白产物的表达水平均会被大肠杆菌Escherichia coli、 藤黄微球菌Micrococcus luteus和巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris诱导。根据这些结果分析认为, Pr-SP1属于Spätzle蛋白酶前体激活酶, 并参与菜粉蝶的先天免疫反应。     

寄生蜂调控寄主害虫免疫与发育机理的研究新进展

寄生蜂是重要且种类最为丰富的膜翅目昆虫类群之一,也是极具价值的害虫生物控制因子。寄生蜂携带有不同类型的活性因子,包括毒液、多分DNA病毒类病毒颗粒、卵巢蛋白、畸形细胞及幼虫分泌物等,用于调控寄主害虫的免疫反应、发育等重要生理过程,以确保成功寄生并确保其子代在寄主害虫体内(内寄生蜂)或体表(外寄生蜂)正常发育,最终可导致寄主害虫死亡,从而有效控制寄主害虫种群数量。目前已有诸多与寄生蜂调控寄主害虫内在机理相关的研究报道,该领域也已成为昆虫寄生学与生理学的研究热点之一。本文仅从寄生蜂寄生因子多样性、寄生蜂调控寄主害虫免疫及发育的机理等方面,对相关的最新研究进展作一概述。     

北极楚科奇海ARC5-C01岩心硅藻主要种类组成和分带

对楚科奇海ARC5-C01孔中的48个样品中的硅藻进行鉴定,共发现27个属的47个硅藻种,优势种主要有Actinoptychus undulates(Bail.)Ralfs,Biddulphia aurita(Lyngbye)Brebisson et Godey,Coscinodiscus argus Ehrenberg,Coscinodiscus curvatulus Grunow,Coscinodiscus oculus Ehrenberg,Fragilariopsis oceanica(Cleve)Hasle,Fragilariopsis sp.,Paralia sulcata (Ehrenb.)Cleve,Thalassiosira antarctica Comber,Thalassiosira leptopus(Grun)Halse et G.Fryxell,Thalassiosirasp.等11种。运用聚类分析方法可将该孔分为3个硅藻带和2个硅藻亚带。分带结果显示硅藻带I1带时期气候相对较暖,以Actinoptychus undulates暖水种和Paralia sulcata沿岸种组合为代表;硅藻带I2时期Thalassiosira antarctica冷水种和Azpeitia nodulifera暖水种都相对增多,显示此时极地的冷水团和白令海沿岸暖流同时影响该区域;硅藻带Ⅱ时期以水体交换程度的指示种Fragilariopsis oceanica含量大幅减少为特征,显示该时期表层与底层水体交换减弱,水体分层明显;硅藻带Ⅲ以暖水种数量减少和极地种增加为特征,在~550cal.a BP时期Bacteriosira bathyomphala极地种出现高值,该现象可能与全球小冰期有关,由于该时期研究区被海冰覆盖,因此受白令海沿岸暖流影响降低。