不同光质光对葡萄愈伤组织增殖和白藜芦醇含量的影响

研究不同光质影响‘黑比诺’种子诱导并继代10个月的葡萄愈伤组织增殖及白藜芦醇含量的结果表明：不同光质下愈伤组织的增殖顺序依次为黄光〉绿光〉红光〉蓝光〉白光；白藜芦醇的含量依次为白光〉黄光〉红光〉蓝光〉绿光：白藜芦醇的生产量是白光〉黄光〉红光〉蓝光〉绿光。     

多巴胺通过促进RNF20降解抑制神经细胞中组蛋白H2B泛素化

表观遗传修饰参与了药物成瘾的形成过程,而在药物成瘾过程中组蛋白泛素化水平的变化仍未可知。药物成瘾过程中常表现为多巴胺(dopamine, DA)表达量的升高,因此本研究欲探讨多巴胺升高对神经细胞组蛋白泛素化的影响及其机制。Western印迹结果显示,在终浓度0.8 mmol/L的多巴胺作用8 h后,人神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y细胞中环指蛋白20(ring finger protein 20, RNF20)表达量降低(0.29±0.032 vs. 1.0±0.025,P<0.0001),泛素化组蛋白H2B(H2Bub1)表达量下降(0.28±0.032 vs. 1.0±0.017,P<0.0001)。但是RT-PCR结果显示,多巴胺处理SH-SY5Y细胞后,RNF20在mRNA水平的表达无明显变化。在SH-SY5Y细胞中沉默RNF20的表达,H2Bub1在蛋白质水平的表达明显降低(0.20±0.069 vs. 1.0±0.060,P=0.001)。在加入多巴胺的基础上,分别加入蛋白酶体抑制剂MG132、自噬体形成抑制剂3-MA以及空泡型H^+-ATP酶特异性抑制剂Baf-A1等药物来检测RNF20的降解途径,结果发现,加入MG132、3-MA以及Baf-A1后,RNF20表达量均比DA处理组显著上升(1.51±0.095,P=0.0003; 0.89±0.075,P=0.0021; 2.74±0.099,P<0.0001;vs. 0.27±0.044)。上述结果表明,在SH-SY5Y细胞中,RNF20对H2Bub1具有调控作用,多巴胺可通过泛素化及自噬两种途径促进RNF20降解,从而抑制组蛋白H2B泛素化。     

利用CRISPR/Cas9系统检测果蝇细胞中组蛋白甲基化修饰对20E信号传导的调控

【目的】利用CRISPR/Cas9基因敲除系统在黑腹果蝇Drosophila melanogaster细胞中筛选并检测组蛋白甲基化修饰对蜕皮激素20 羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)信号传导的调控。【方法】通过Flybase网站分析并总结黑腹果蝇组蛋白甲基转移酶及其修饰位点;将5个组蛋白甲基转移酶基因［trr, Mes-4, ash1, Su(var)3-9和egg］的sgRNA插入到敲除载体pAc-sgRNA-Cas9骨架中并转染黑腹果蝇Kc细胞,利用TA克隆和测序鉴定突变位点。以Trr正调控20E初级应答基因Br-C的转录表达为阳性对照,利用qRT-PCR和Western blot检测该系统敲除靶基因的有效性;通过检测20E应答元件(20E response element, EcRE)双荧光素酶活性确定trr, Mes-4, ash1, Su(var)3-9和egg是否参与20E信号传导。【结果】果蝇组蛋白甲基化修饰主要发生在组蛋白H3的赖氨酸残基上,H3的精氨酸残基和组蛋白H4的甲基化修饰较少。trr敲除载体pAc-trr-sgRNA-Cas9转染Kc细胞后成功突变trr,降低H3K4三甲基化水平并阻断20E对其初级应答基因Br-C的转录诱导,证明该敲除系统的有效性。除trr之外,Mes-4和egg的敲除降低EcRE的双荧光素酶活性。【结论】插入靶标基因sgRNA序列的pAc-sgRNA-Cas9敲除载体在果蝇Kc细胞中可以有效快捷地突变靶基因。利用该敲除系统发现,除Trr之外,Mes-4和egg影响EcRE的活性而参与20E信号传导。本研究为昆虫细胞CRISPR/Cas9介导的基因敲除和组蛋白甲基化修饰调控20E信号传导的深入研究提供了理论依据与工作基础。     

果蝇变态过程中的细胞凋亡和细胞自噬

程序化细胞死亡(programmed cell death,PCD)分为I型PCD细胞凋亡(apoptosis)和II型PCD细胞自噬(autophagy)。果蝇等完全变态昆虫有2种类型的器官:即细胞内分裂器官(如脂肪体、表皮、唾液腺、中肠、马氏管等)和有丝分裂器官(复眼、翅膀、足、神经系统等)。在昆虫变态过程中,细胞内分裂器官进行器官重建,幼虫器官大量发生细胞凋亡和细胞自噬到最后完全消亡,同时成虫器官由干细胞从新生成;而有丝分裂器官则由幼虫器官直接发育为成虫器官。在果蝇等昆虫的变态过程中,细胞凋亡和细胞自噬在幼虫器官的死亡和成虫器官的生成中发挥了非常重要的作用。文章简要介绍细胞凋亡和细胞自噬在果蝇变态过程中的生理功能和分子调控机制。     

初代和继代培养葡萄试管苗的内源IAA、ZRs和ABA含量变化及其与生根的关系

葡萄品种皇家秋天与藤稔初代试管苗在第10天(根原基发生)时内源IAA和ABA含量达最低点后上升;ZRs含量达最高值后下降.皇家秋天继代试管苗的IAA在第8天(根原基发生)时达最低点,而后上升达稳定值;ZRs含量达最高值后下降;ABA含量降至最低点后急剧上升,在第10天(生根时)达最高值,持续4 d后又下降.藤稔继代苗在第6天(根原基发生)时IAA含量最低,后上升,持续到第12天后又下降;ZRs含量达最高值后快速下降,至第12天达稳定状态;ABA含量达最低值后缓慢上升,第10天(生根)达最高点后又下降.     

整合昆虫发育生物学和果蝇遗传学来研究昆虫发育与变态

成熟动物(昆虫)个体大小主要由生长持续时间和生长速度2个因素所决定。蜕皮激素和保幼激素协同调控昆虫发育变态,并决定昆虫生长持续时间;胰岛素、营养和细胞接触抑制等生长死亡信号及其传导途径控制细胞分裂、长大、分化、死亡,并最终决定昆虫的生长速度。最近研究成果表明,蜕皮激素信号和胰岛素信号相互影响,对昆虫个体大小起决定性的作用;脂肪体和营养代谢把这2条信号传导途径整合起来。科学家将会整合昆虫发育生物学和果蝇遗传学,抓住生长持续时间和生长速率2个关键因素,并以营养代谢和脂肪体为切入点来研究昆虫的发育变态。     

保幼激素及其代谢产物的HPLC分离方法的改进和应用

传统的正相高效液相色谱（normal phase high performance liquid chromatography, NP-HPLC）可以较好地分离保幼激素（juvenile hormone, JH）Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,但不能分离保幼激素的代谢产物及其类似物。经过改进的反相高效液相色谱（reverse phase high performance liquid chromatography, RP-HPLC）不仅可以很好地分离保幼激素,还能定性定量分析保幼激素的代谢产物及其类似物。离体培养昆虫咽侧体（corpora allata, CA）所合成的、被同位素标记的痕量保幼激素可以用以上两种色谱方法进行分离和鉴定。此外,RP-HPLC还可以用来分离体内或体外同位素标记的保幼激素代谢产物,以及测量血淋巴中的保幼激素滴度。     

颈盲蝽取食对薇甘菊叶片营养物质和防御酶的影响

【目的】薇甘菊是世界最具危害性的入侵杂草之一,对我国生态环境和农业、林业生产造成了严重的危害。颈盲蝽是控制薇甘菊的一种潜在的重要天敌昆虫。本研究旨在探讨薇甘菊被颈盲蝽取食后,叶片防御相关酶系活性、营养物质和叶绿素含量的变化,阐明颈盲蝽取食对薇甘菊生理功能的影响,为利用颈盲蝽防控薇甘菊提供依据。【方法】从云南瑞丽野外采集薇甘菊的本地天敌昆虫颈盲蝽,测定了颈盲蝽取食前及取食12、24、48、96 h后,薇甘菊叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量,以取食前的植株作为对照。【结果】与对照相比,颈盲蝽取食12 h时,薇甘菊叶片中的POD、CAT活性升高,SOD活性降低;之后POD、SOD活性上升,CAT活性降低,取食48 h时,POD和SOD活性达到最高值,CAT活性达到最低值;取食96 h时,POD与SOD活性降低,但仍高于对照,CAT活性与取食48 h时相近。颈盲蝽取食后,薇甘菊叶片中的可溶性糖含量明显上升,取食96 h达到最高值;可溶性蛋白和叶绿素含量显著降低,在96 h达到最低值,分别低于对照39.30%和69.94%。【结论】颈盲蝽取食严重破坏了薇甘菊叶片的正常生理功能,并最终导致其叶片萎蔫和坏疽。     

鸡骨常山属三个种的核形态

研究了鸡骨常山属（Alstonia）3个种的核形态,其中盆架树（A.rostrata）的核型属首次报道,3个种的体细胞染色体数目均为2n=42,且糖胶树（A.scholaris）和鸡骨常山（A.yunnanensis）的染色体数目同前人报道的2n=44不同。盆架树的间期核和有丝分裂前期染色体分别为棒状前染色体型和中间型,核型公式为2n=42=3M＋21m＋18sm,核型不对称性类型为2A型。糖胶树的间期核和有丝分裂前期染色体分别为球状前染色体型和中间型,核型公式为2n=42=14m＋24sm＋4st,核型不对称性类型为3A型。鸡骨常山的间期核和有丝分裂前期染色体分别为复杂染色体中央粒型和中间型,核型公式为2n=42=5m＋37sm,核型不对称性类型为3B型。根据核形态结果,结合形态学特征和已有的细胞学资料,初步讨论了该属几个种的系统位置及演化趋势。     

昆虫蜕皮激素生物合成及其神经肽调控

蜕皮激素是对节肢动物体内类固醇激素的统称,昆虫的蜕皮激素主要由内分泌器官前胸腺合成,具有诱发幼虫周期性蜕皮以及最终变态蜕皮的生理功能。近期的研究工作阐明了前胸腺中原先被称为"黑箱"的一系列酶促反应步骤,此外促前胸腺激素受体的成功鉴定使人们对PTTH信号转导通路调控前胸腺蜕皮激素合成有了更深入的理解。