朱砂叶螨几丁质合成酶基因1全长cDNA的克隆与表达分析

【目的】克隆朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus几丁质合成过程中的关键酶几丁质合成酶基因,并检测该基因在朱砂叶螨生长发育不同阶段的相对表达量。【方法】本研究采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)以及c DNA末端快速扩增(RACE)技术首次克隆获得朱砂叶螨几丁质合成酶基因1的全长c DNA序列(命名为Tc CHS1,Gen Bank登录号为KM242062),并使用实时荧光定量PCR技术首次检测了Tc CHS1基因在朱砂叶螨生长发育不同阶段的相对表达量。【结果】朱砂叶螨Tc CHS1基因的c DNA全长为4 881 bp,包括198 bp的5'非翻译区(5'-UTR),4 425 bp的开放阅读框(ORF),258 bp的3'非翻译区(3'-UTR),开放阅读框编码1 474个氨基酸,预测其蛋白质分子质量约为168.35 ku,理论等电点为6.26。其包含EDR和QRRRW这2个几丁质合成酶基因的标签序列。氨基酸序列同源性分析结果表明:Tc CHS1与其他昆虫该基因编码蛋白的氨基酸序列相似度在50%左右,与二斑叶螨Tetranychus urticae的氨基酸相似度最高(98%),与西方盲走螨Metaseiulus occidentalis的相似度为55%。分子系统进化的结果也表明Tc CHS1与其他昆虫的CHS1聚在一起,并且和二斑叶螨具有最近的亲缘关系。荧光定量分析表明Tc CHS1基因在朱砂叶螨生长发育的不同阶段(卵、幼螨、第1若螨、第2若螨、雌成螨和雄成螨)均有表达,在卵和雌成螨中的表达量较高,在第2若螨的表达量最低。【结论】Tc CHS1基因可能在朱砂叶螨生长发育过程中具有重要作用。     

蒲氏钩蝠蛾幼虫血淋巴物质与其耐寒性

作为冬虫夏草寄主,蒲氏钩蝠蛾具重要的经济研究价值,主要分布于青藏高原色季拉山,具有较强的耐寒性,其耐寒性机理尚不明了。通过调查蒲氏钩蝠蛾生境土壤温度与血淋巴物质组成周年变化,以期探讨其耐寒性机理。实验结果表明:土壤温度呈规律性升降趋势,1、2月最低,8月逐步上升至最高,而后逐渐下降;血淋巴中主要物质按含量从高到低排列依次为:蛋白质(8.37—74.2 mg/m L)、总糖(12.65—36.12 mg/m L)、脂肪(7.7—12.32 mg/m L)以及甘油(1.66—3.91 mg/m L);在温度较高的夏季,蛋白质、总糖以及脂肪等物质含量处于较低水平,相反,在寒冷的冬季,此三者的含量均居较高水平;此3类能源物质含量与野外土壤温度均呈极显著的负相关关系,因而血淋巴总热量值在夏季较低而冬季较高,与野外土壤温度亦呈极显著负相关关系;与之相反的是,血淋巴中甘油含量的周年变化规律与野外土壤温度无明显的相关关系。因此,血淋巴中蛋白质、总糖以及脂肪等物质对于蒲氏钩蝠蛾耐寒性有着非常重要的作用,幼虫通过积累3类物质,增加血淋巴能量值,抵御青藏高原的高寒气候;可能由于生境的不同,甘油在蒲氏钩蝠蛾中的作用与其它昆虫有差异,在耐寒性提高中的功能尚需进一步研究。实验结果为了解蒲氏钩蝠蛾的强耐寒性以及适应高寒环境的生理生化机制提供理论依据。     

砷胁迫对三七皂苷和黄酮含量、关键酶活性的影响及其蛋白质组分析

通过田间小区试验,研究不同As浓度(0、20、80、140、200和260 mg·kg^-1)连续2年处理对3年生三七根茎(主根、须根、剪口)和茎叶中皂苷、黄酮和As含量、三七鲨烯合酶、苯丙氨酸解氨酶和查尔酮合酶活性,以及叶片蛋白质组的影响,探讨连续2年砷胁迫对三七主要药效成分影响的酶学和蛋白质组学机制.结果表明: 三七须根中总皂苷含量随砷处理浓度的增加而降低.140 mg·kg^-1As处理下,茎叶和剪口总皂苷大于对照.根茎部三七鲨烯合酶活性较茎叶高.三七各部位黄酮含量均随砷处理浓度的增加而降低.140 mg·kg^-1As处理下,根茎部查尔酮合酶和苯丙氨酸解氨酶活性较茎叶高.茎叶和剪口查尔酮合酶活性低于对照,苯丙氨酸解氨酶的活性高于对照.三七各部位砷含量均随砷处理浓度增加而增加.须根中砷含量大于其他部位.140 mg·kg^-1As处理下,与对照相比,差异表达的蛋白质点达21个.叶片蛋白质组中下调的蛋白质包括磷酸核酮糖激酶、热激蛋白、NAD(P)-结合酶、单脱氢抗坏血酸还原酶和细胞色素b6-f复合物铁硫亚基.上调的蛋白质为CDC27家族蛋白、酸性内切壳多糖酶、共生受体激酶、异黄酮还原酶、DAHP合成酶、蛋白激酶、苹果酸脱氢酶、乙二醛酶和谷氨酰胺合成酶.经过连续2年的砷胁迫, 三七各部位砷含量增加,不仅影响了三七叶片光合作用和能量的合成,还减弱了抗氧化和抗逆能力,诱导了代谢解毒物质的酶表达,导致皂苷和黄酮含量降低.三七对砷的耐受阈值为140 mg·kg^-1.