趋磁细菌多样性与应用研究进展 *

趋磁细菌是一类可以沿磁场方向进行运动的微生物统称,在细胞内合成由生物膜包被、链状排列、纳米级、单磁畴的磁铁矿 (Fe₃O₄) 或胶黄铁矿 (Fe₃S₄) 的磁小体颗粒。趋磁细菌在自然界分布广泛且多样性丰富,不仅在水环境和沉积环境的铁、硫、碳、氮、磷等元素生物地球化学循环中发挥重要作用,而且在污染治理、疾病诊断和治疗等方面有较好的应用。趋磁细菌磁小体由生物膜包被并在细胞调控下合成,是一类新型的生物源磁性纳米材料。相比常规化学合成的磁性纳米颗粒,磁小体具有大小均一、生物相容性高、兼具化学修饰和基因工程修饰功能等特点,在磁性分离、固定化酶、食品检测、环境监测、医学诊断、磁共振成像、磁热疗和靶向治疗等方面具有广阔的应用前景。在介绍趋磁细菌多样性研究的基础上,综述了趋磁细菌和磁小体的制备、修饰及其应用的最新进展,并对未来的研究进行了展望。     

噻虫嗪对意大利蜜蜂6种CYP6AS基因表达的影响

细胞色素P450单氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,CYP)是昆虫体内重要的解毒酶。CYP6AS亚家族基因特异性的存在于膜翅目昆虫中,一些特异性的CYP6AS基因已经被证实参与到蜜蜂对某些外源物质和杀虫剂的解毒和代谢过程中。本研究主要探测了亚致死浓度噻虫嗪对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica CYP单氧酶活性及CYP6AS亚家族基因表达水平的影响。首先测定了噻虫嗪LC_(10)和LC_5经口处理4日龄意大利蜜蜂后48 h CYP酶活性,然后应用荧光定量PCR技术检测了6种CYP6AS基因(CYP6AS3,CYP6AS4,CYP6AS5,CYP6AS10,CYP6AS14和CYP6AS15)表达变化情况。结果表明,噻虫嗪LC_(10)和LC_5处理后,意大利蜜蜂CYP酶活性均极显著增加(P0.01)。噻虫嗪LC_(10)和LC_5处理对意大利蜜蜂CYP6AS4,CYP6AS10和CYP6AS15基因表达没有显著影响;LC_(10)和LC_5处理后CYP6AS3基因表达量显著增加(P0.05); LC_(10)处理能够显著诱导CYP6AS5基因上调表达(P0.05);而LC_(10)和LC_5处理极显著抑制CYP6AS14基因的表达(P0.01)。这为进一步探究蜜蜂对噻虫嗪的解毒机制提供了新的线索。     

柚木野螟各虫态形态与发育历期观测

柚木野螟Eutectona machaeralis Walker属鳞翅目Lepidoptera草螟科Crambidae,是危害柚木Tectona grandis的一种主要食叶害虫,目前对其生物学特性的研究仍较少。本研究主要观察了柚木野螟生长发育过程中不同虫态的形态特征,并对其虫龄进行了划分,主要研究结果如下:柚木野螟属于全变态昆虫,各个时期形态和体色均不同。卵初产时为近透明球体,后变浅黄色;幼虫体色变化为乳白色→淡绿色→黄褐色;蛹体色变化为黄绿色→茶褐色→黑褐色;雄成虫腹部细长,末端尖,静止时从背面可见腹部末端,而雌成虫腹面粗短,末端钝,静止时从背面很少看到腹部末端。观察可知,在光暗周期L∶D=14∶10、室温26℃±1℃、相对湿度75%-80%的实验室环境条件下,柚木野螟交尾后产卵前期为3.2 d,产卵期为4.4 d,孵化期为4 d;幼虫期为10-13 d。通过测量柚木野螟各龄幼虫头壳宽度并计算得到Crosby指数,可知幼虫不同阶段头壳宽度存在显著差异,并且得到的Crosby指数小于10%,所以可依据头壳宽度将柚木野螟幼虫划分为5个龄期,1龄幼虫2-3 d,2龄幼虫2 d,3龄幼虫2 d,4龄幼虫2 d,5龄幼虫3 d;预蛹期1-2 d,蛹期6 d,一个世代大约24.5 d。     

吴李碘泡虫的重描述及其长江流域不同江段株系的比较研究

研究在对吴李碘泡虫Myxobolus wulii (Wu & Li) Landsberg & Lom, 1991重描述的基础上, 基于形态和分子数据对长江流域不同江段的吴李碘泡虫(重庆株系、湖北株系及江苏株系)进行了比较研究。结果表明: 吴李碘泡虫重庆株系孢子及极囊量度比湖北株系略小, 重庆株系两极囊等大而湖北株系两极囊大小不等。重庆株系、湖北株系及江苏株系18S rDNA序列相似度为99.2%—99.9%, 遗传距离为0.002—0.007。系统发育分析显示: 吴李碘泡虫并未形成地理种群特有的进化枝, 也并未依宿主种类而聚支, 而是依据寄生部位不同分为鳃寄生和肝胰脏寄生2大支系。这表明, 相同寄生部位的吴李碘泡虫具有更近的亲缘关系。吴李碘泡虫的2大支系中, 鳃寄生种群先分化出来, 这可能与体表寄生和体内寄生的演化有关, 而鳃寄生的吴李碘泡虫可能是较早定居的群体。     

蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫（Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1(Giardia lamblia up-frameshift 1,GlUPF1)、贾第虫RNA结合蛋白（Giardia lamblia HRP1, GlHRP1）、贾第虫核糖核酸外切酶（Giardia lamblia Ski7p,GlSki7p、Giardia lamblia XRN1,GlXRN1）之间的相互作用关系。结果表明,GlUPF1全长与GlHRP1、GlXRN1(1~500 aa)、GlSki7p间均可发生相互作用。而且GlUPF1的CH结构域和C端结构域分别与GlHRP1、GlXRN1（1~500 aa）、GlSki7p相互作用。说明GlUPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径：在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,GlUPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰, NMD途径激活,随后GlUPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物;GlUPF1进而招募下游贾第虫5′-3′核糖核酸降解酶GlXRN1、贾第虫3′-5′ 核糖核酸降解因子GlSki7p,最终降解靶标mRNA。     

莱氏绿僵菌FJMR2对草地贪夜蛾不同虫态的致病性研究

【目的】为明确莱氏绿僵菌Metarhizium rileyi FJMR2对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的生物防治潜力。【方法】在室内条件下,采用浸渍法测定了莱氏绿僵菌FJMR2对草地贪夜蛾卵、幼虫和蛹的致病性。【结果】当孢子浓度为2×10⁸孢子/m L时,草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的校正死亡率分别为100%、95.78%、87.15%、64.67%、38.00%和93.93%;草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的LC_(50)分别为3.12×108孢子/m L时,草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的校正死亡率分别为100%、95.78%、87.15%、64.67%、38.00%和93.93%;草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的LC_(50)分别为3.12×10⁴、7.94×104、7.94×10⁴、2.24×104、2.24×10⁶、2.13×106、2.13×10⁷、7.46×107、7.46×10⁸和1.25×108和1.25×10⁵孢子/m L。LT_(50)随孢子浓度的增大而缩短、随幼虫虫龄的增长而延长,当孢子浓度为2×105孢子/m L。LT_(50)随孢子浓度的增大而缩短、随幼虫虫龄的增长而延长,当孢子浓度为2×10⁸孢子/m L时,草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的LT_(50)分别为3.93、4.32、5.62、7.18、9.40和4.45 d。卵期为0 h和24 h的草地贪夜蛾卵经莱氏绿僵菌FJMR2浸渍处理后,孵化率分别为84.53%和89.77%,初孵化3 d的幼虫存活率分别为1.81%和3.02%,均显著低于对照组。【结论】莱氏绿僵菌FJMR2对草地贪夜蛾1-4龄幼虫和蛹具有较强侵染致病能力,同时显著降低卵的孵化率和初孵幼虫存活率。