飞蝗对两种禾本科植物挥发物的触角电位和行为反应

【目的】检测飞蝗对2种禾本科植物挥发物——癸醛和芳樟醇的触角电位及行为反应,为了解飞蝗的嗅觉机制提供依据。【方法】首先,使用触角电位仪检测飞蝗4龄若虫对癸醛和芳樟醇4个剂量的触角电位反应。其次,使用嗅觉行为仪检测正常条件下4龄飞蝗对癸醛和芳樟醇不同剂量的行为反应。最后,采用嗅觉行为仪检测饥饿和饱食状态下的虫体对癸醛和芳樟醇的行为反应。【结果】4龄飞蝗对癸醛和芳樟醇的EAG值随着剂量增加呈先升高后降低的趋势,均在500μg达到最高值,且在该剂量下,雌雄虫之间的EAG值存在显著差异。正常条件下,1 000μg芳樟醇对飞蝗雌雄虫均有显著的引诱作用,1 500μg癸醛和芳樟醇显著引诱雄虫,500μg癸醛显著引诱雌虫。经饥饿处理后,雌虫被500μg和1 000μg癸醛显著引诱,雄虫被250μg癸醛显著引诱,雌雄虫均被500μg的芳樟醇显著引诱。经过饱食处理后,250μg和500μg的芳樟醇显著引诱雌虫。芳樟醇对饥饿状态下飞蝗雄虫的引诱率均高于饱食状态,在500μg时,引诱率存在显著差异。【结论】飞蝗对这2种植物挥发物的触角电位反应存在剂量效应,雌雄虫触角电位在最佳剂量下存在显著差异。不同剂量的癸醛和芳樟醇可对飞蝗产生不同的引诱效果,饥饿状态下的虫体更易被芳樟醇所吸引。     

东亚飞蝗羧酸酯酶基因的克隆和原核表达

羧酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,其主要功能是水解和结合内源性和外源性含有酯键的有毒物质,减缓其到达靶标部位的时间。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是我国重要的农业害虫,对其羧酸酯酶基因克隆和表达有助于深入探索杀虫剂代谢毒理机制。本研究首先对羧酸酯酶基因(CarE4)进行了克隆,并将其插入到pCold TF DNA Vector中,在大肠杆菌中进行了原核表达,最后用疏水层析和离子交换层析方法对目的蛋白进行了纯化。本文成功建立了羧酸酯酶蛋白原核表达和纯化技术体系,为进一步研究东亚飞蝗羧酸酯酶的生理功能、结构特点和作用原理提供了基础资料。     

基于改良石蜡切片技术的飞蝗胚胎浆膜表皮发育模式及形态变化观察

【目的】通过优化飞蝗Locusta migratoria胚胎石蜡切片制备技术,研究飞蝗胚胎发育时期浆膜表皮变化规律。【方法】通过优化飞蝗胚胎固定前处理、洗涤、脱水和透明等步骤,改良胚胎期石蜡切片制备技术;制备飞蝗胚胎发育第3-10天的石蜡切片,通过HE染色观察浆膜表皮发育规律;通过制备飞蝗发育第6-8天从卵孔端至卵尾端的纵切切片,观察飞蝗胚胎转旋时期的形态变化。【结果】飞蝗胚胎期石蜡切片技术优化后的操作步骤为:固定前Na Cl O预处理和打孔、洗涤30min、脱水30 min和透明30 min。通过此方法可获得表皮结构完整且清晰的胚胎期组织切片。在30℃条件下,飞蝗胚胎浆膜表皮及几丁质沉积形成于胚胎发育的第5天,在第8天时开始降解。飞蝗胚胎的转旋发生在第6-7天,伴随着浆膜和浆膜表皮的形态变化。【结论】本研究优化了飞蝗胚胎石蜡切片制备步骤,揭示了飞蝗胚胎浆膜表皮及胚胎转旋的发育模式,为昆虫胚胎发育的研究提供了基础资料。     

高活性Co2+替代海因酶中Co2+的定量及酶学活性鉴定

利用产D-海因酶(HDT)的重组pE-hdt/E.coli菌株,在LB培养基中添加40μmol/L的Co2+,37℃培养10 h, 表达产物经Q-Sepharose 阴离子交换剂和Phenyl-Sepharose疏水层析,获得电泳纯Co2+D-海因酶(Co2+-HDT).该酶对底物DL-海因的比活性较HDT高约6倍,达21.8 U/mg.可见光光谱分析表明,在498 nm和568 nm处呈现Co2+海因酶络合物的特征性吸收峰.用ICP-AES测定纯酶金属离子含量,HDT每摩尔亚基含0.93摩尔Zn2+和0.04摩尔Co2+,而Co2+-HDT中每摩尔亚基中含0.17摩尔Zn2+ 和089摩尔Co2+.这一结果表明,HDT中的Zn2+ 已被Co2+所替代.此外,在动力学常数,pH和温度稳定性,金属螯合剂EDTA的影响等方面,HDT和Co2+-HDT也略有差异.     

飞蝗羧酸酯酶基因LmCarE25的体外重组表达

羧酸酯酶(Carboxylesterase,CarE)是一类在生物中广泛分布的多功能家族酶系,在昆虫抗药性形成机制中发挥重要作用。为探讨飞蝗Locusta migratoria(Meyen)羧酸酯酶基因LmCarE25的生物学功能,本文采用荧光实时定量PCR技术进行研究,发现其在飞蝗成虫各组织部位均有表达,其中胃盲囊、翅和肌肉中表达量较低,中肠、马氏管和脂肪体表达量较高。本文尝试在大肠杆菌和昆虫细胞体外重组表达该酶,构建重组表达载体pET32a-LmCarE25,SDS-PAGE结果显示,LmCarE25可在大肠杆菌BL21(DE3)和JM109中表达,蛋白分子量约为60 ku,但为包涵体;将LmCarE25基因插入真核表达载体pFastBacHTA中,借助Bac-to-Bac体系获得重组Bacmid,以sf9细胞系作为宿主细胞表达目的蛋白,Western-Blot检测结果显示,LmCarE25获得可溶性表达。上述结果为进一步深入研究飞蝗羧酸酯酶家族功能提供了基础资料。     

秀丽隐杆线虫抗铜突变体的筛选及SNP定位

铜在有机体代谢过程中发挥着重要作用, 但过量可产生毒害效应。文章以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为模式生物, 寻找多细胞生物中铜代谢调节的关键基因。采用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变秀丽隐杆线虫, 通过100 000个杂合基因组的筛选得到两个抗铜突变体ms1和ms2。在筛选培养基上野生型停止发育, 而抗铜突变体则可发育到成虫, 且抗铜性状能稳定遗传。与N2的回交实验表明, ms1的抗铜表型可能由单基因隐性突变导致, ms2的抗铜表型消失, 可能是由多基因突变引起。以CB4856和ms1作为亲本, 构建了F2群, 经SNP定位, 确定ms1突变位点位于染色体II(LGII)上, 进一步对LGII染色体上的8个SNP标记进行分析, 将ms1的突变位点定位在LGII:-6附近。秀丽隐杆线虫抗铜突变体ms1的筛选和定位可为深入研究线虫铜代谢及调控的分子机制提供实验依据。     

飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表达

【目的】细胞色素P450是分布极其广泛的超家族酶,在昆虫内源及外源化合物代谢中发挥着重要的作用。本文分析了飞蝗Locusta migratoria CYP408B1和CYP409A1基因在不同组织部位的表达差异,并对两种蛋白进行原核表达,为其分子特性和生物学功能的深入研究提供基础资料。【方法】提取飞蝗5龄若虫不同组织部位的总RNA,体外反转录成c DNA,采用Real-time PCR和RT-PCR技术分析飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,构建表达载体p CW/CYP408B1、p CW/CYP409A1和p AC/CPR,将p CW/CYP408B1和p CW/CYP409A1分别与p AC/CPR在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行共表达。【结果】通过PCR检测,发现CYP408B1和CYP409A1在飞蝗5龄若虫触角、脑、视叶、咽下神经节、胸神经节和附腺中均有表达,其中CYP408B1在附腺中表达量较高。原核表达结果显示,CYP409A1和CPR(NADPH细胞色素P450还原酶)均可表达,蛋白分子量分别约为58 ku和77 ku,但均为包涵体,而CYP408B1未能成功表达。【结论】本文揭示了飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,并对CYP409A1和CPR进行了原核表达,研究结果为深入探讨飞蝗细胞色素P450基因对杀虫剂的代谢解毒作用提供了实验依据和基础资料。     

飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表达

【目的】细胞色素P450是分布极其广泛的超家族酶,在昆虫内源及外源化合物代谢中发挥着重要的作用。本文分析了飞蝗Locusta migratoria CYP408B1和CYP409A1基因在不同组织部位的表达差异,并对两种蛋白进行原核表达,为其分子特性和生物学功能的深入研究提供基础资料。【方法】提取飞蝗5龄若虫不同组织部位的总RNA,体外反转录成c DNA,采用Real-time PCR和RT-PCR技术分析飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,构建表达载体p CW/CYP408B1、p CW/CYP409A1和p AC/CPR,将p CW/CYP408B1和p CW/CYP409A1分别与p AC/CPR在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行共表达。【结果】通过PCR检测,发现CYP408B1和CYP409A1在飞蝗5龄若虫触角、脑、视叶、咽下神经节、胸神经节和附腺中均有表达,其中CYP408B1在附腺中表达量较高。原核表达结果显示,CYP409A1和CPR(NADPH细胞色素P450还原酶)均可表达,蛋白分子量分别约为58 ku和77 ku,但均为包涵体,而CYP408B1未能成功表达。【结论】本文揭示了飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,并对CYP409A1和CPR进行了原核表达,研究结果为深入探讨飞蝗细胞色素P450基因对杀虫剂的代谢解毒作用提供了实验依据和基础资料。     

飞蝗谷胱甘肽S-转移酶基因克隆、 序列分析及表达特征

谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase, GST）是一类广泛分布的多功能超家族酶系, 其中Omega家族GST在昆虫体内担负重要生理功能。为探讨飞蝗Locusta migratoria Omega家族GST功能, 利用RT-PCR技术克隆得到1条飞蝗谷胱甘肽S-转移酶Omega家族基因全长cDNA, 命名为LmGSTo1 （GenBank登录号： JQ750592）。该基因开放阅读框长738 bp, 编码245个氨基酸。该酶含有N-端和C-端2个结构域, N-端结构域由5个β-折叠和3个α螺旋组成, 包括4个GSH结合位点; C-端结构域由8个α螺旋组成, 含有5个底物结合位点。Real-time PCR结果表明, LmGSTo1在飞蝗不同龄期均有表达, 在胃盲囊和中肠表达量较低, 在前肠、马氏管、肌肉和脂肪体表达量较高; 溴氰菊酯处理可导致LmGSTo1表达水平显著下降。这些结果为进一步研究LmGSTo1基因功能提供了依据。     

C-末端残基Arg缺失的D-海因酶的分子形式与稳定性

报道D-海因酶分子C-末端Arg残基的缺失,导致酶的解聚与稳定性的显著改变。用基因克隆、表达与纯化的方法,制备了重组D-海因酶(P479)及其C-末端残基Arg缺失的D-海因酶(P478)。SDS-PAGE和Native-PAGE分析表明,在完全相同的条件下,两者单体的分子量相同;但天然P479为二聚体,而P478为单体并保持约40%催化底物海因的活性。突变酶P478的pH值稳定性显著增加,抗SDS能力亦有所提高,但热稳定性明显降低。结果预示:D-海因酶的C-末端残基Arg显著影响酶的分子形式及热稳定性,虽也影响酶活性,但非酶活性所必需。