寄生灰斑古毒蛾的姬蜂(膜翅目,姬蜂科)及一新种记述

报道采集自宁夏和内蒙古、寄生灰斑古毒蛾Orgyia ericae Germar的4种姬蜂:地蚕大铗姬蜂Eutanyacra picta(Schrank)、舞毒蛾黑瘤姬蜂Pimpla disparis Viereck、寡埃姬蜂Itoplectis viduata(Gravenhorst)、古毒蛾歧腹姬蜂Dichrogaster orgyiae Sheng,sp.nov.。介绍了新种和近似种及我国已知种的主要区别特征并附彩色特征图。     

灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导沙冬青细胞Ca2+内流及H2O2积累

植物对昆虫取食活动进行成功防御的关键,取决于对昆虫口腔反吐物的激发子的快速识别。实验利用无损伤微测系统及激光共聚焦显微镜,研究了沙冬青细胞经灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导后Ca2+流及H2O2的变化。结果发现:灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导沙冬青细胞Ca2+内流及H2O2的积累,表明Ca2+内流及H2O2的积累是沙冬青细胞对口腔反吐物产生应答的早期响应事件;Ca2+钙通道阻断剂仅部分抑制Ca2+内流,说明Ca2+内流除经过质膜上的Ca2+通道进入细胞外,尚存在其他的内流途径;灰斑古毒蛾口腔反吐物中的某些成分与沙冬青细胞的质膜结合后,诱导质膜上形成允许Ca2+通过的孔道,而GdCl3不能抑制这类孔道的活性。胞外Ca2+螯合剂EGTA完全抑制H2O2的积累,GdCl3预处理仅部分抑制了H2O2的积累,说明灰斑古毒蛾诱导的沙冬青细胞内H2O2的积累依赖于Ca2+内流;抑制剂实验表明,H2O2的积累主要来源于质膜上NADPH氧化酶的作用。     

灰斑古毒蛾核型多角体病毒三个晚期表达因子基因

将灰斑古毒蛾(Orgyiaericae)单粒包埋型核型多角体病毒(OrerSNPV)基因组DNA的各EcoRI酶切片段进行克隆和测序。序列分析结果表明EcoRI-M(3．0kb)与EcoRI-P片段(2．2kb)相连处含有编码晚期表达因子(LEF-2)的开放阅读框(ORF)。同时在EcoRI-E(约10kb)片段两端分别含有ref-3和lef-11基因的部分序列。lef-2基因编码区由648bp组成,可编码216个氨基酸残基的多肽,预计蛋白质分子量为23．7kDa。将OrerSNPVLEF-2氨基酸序列与其它已知的27种杆状病毒的LEF．2序列比较,发现OrerSNPV与其它鳞翅目NPVLEF．2氨基酸有35％-49％同源性,其中与BusuSNPV,MaMNPV-A,HezeSNPV、Hear3NPV和LdMNPV同源性最高,和GV有26％-31％同源性,与膜翅目松柏锯角叶蜂NPV的同源性为32％,与库蚊杆状病毒的同源性只有23％。根据氨基酸序列绘制的分子进化树表明28种杆状病毒lef-2基因可以分为鳞翅目NPV、GV、膜翅目NeseNPV与双翅目Culex nigripalpus Baculovirus四个分支。oret SNPV lef-2与BUSUsnpv在进化树上关系最为接近,而orerSNPV lef-3和LdMNPV的最接近,OrerSNPV lef-11则和SeMNPV的关系最接近。     

灰斑古毒蛾核型多角体病毒三个晚期表达因子基因

将灰斑古毒蛾(Orgyia ericae)单粒包埋型核型多角体病毒(OrerSNPV)基因组DNA的各EcoRI酶切片段进行克隆和测序.序列分析结果表明EcoRI-M(3.0kb)与EcoRI-P片段(2.2kb)相连处含有编码晚期表达因子(LEF-2)的开放阅读框(ORF).同时在EcoRI-E(约10kb)片段两端分别含有lef-3和lef-11基因的部分序列.lef-2基因编码区由648bp组成,可编码216个氨基酸残基的多肽,预计蛋白质分子量为23.7kDa.将OrerSNPVLEF-2氨基酸序列与其它已知的27种杆状病毒的LEF-2序列比较,发现OrerSNPV与其它鳞翅目NPV LEF-2氨基酸有35%～49%同源性,其中与BusuSNPV、MaMNPV-A、HezeSNPV、HearSNPV和LdMNPV同源性最高,和GV有26%～31%同源性,与膜翅目松柏锯角叶蜂NPV的同源性为32%,与库蚊杆状病毒的同源性只有23%.根据氨基酸序列绘制的分子进化树表明28种杆状病毒lef-2基因可以分为鳞翅目NPV、GV、膜翅目NeseNPV与双翅目Culex nigripalpus Baculovirus四个分支.OrerSNPVlef-2与BusuSNPV在进化树上关系最为接近,而OrerSNPVlf-3和LdMNPV的最接近,OrerSNPVlef-11则和SeMNPV的关系最接近.     

菌物代谢组学应用及存在的问题

代谢组学是一个可灵敏捕捉各种生物或非生物因素导致的供试样本中小分子代谢成分变化及其规律的实验方法,被广泛应用于生理生化、病理药理、生物工程、化学生态等很多方面.由于菌物种群数量庞大、未知结构次生代谢产物众多,严重影响到生物标记物的鉴定和进一步深入分析.为此,在总结目前菌物代谢组研究成果的基础上,结合十年的菌物代谢组学研...     

多组学分析在昆虫滞育中的应用

组学技术将生物的相关问题分别展现在基因、蛋白质和代谢物等不同层次水平上,已成为解读生命过程的重要工具。本文分别从转录组学、蛋白质组学、代谢组学以及组学间的联合应用等方面概括总结了组学技术在昆虫滞育研究中的应用情况,阐述了以转录组学、蛋白质组学和代谢组学为代表的多组学技术在昆虫滞育调控分子机制中取得的重要成果,并针对当前研究现状,对昆虫滞育中组学技术应用的前景和局限性进行了总结和展望,以期为昆虫滞育调控分子机制的研究提供参考依据。     

款冬花不同发育阶段的代谢组学和比较转录组学分析

以不同发育阶段款冬花（发育初期、中期、中后期、解封期及花朵期）为对象,基于核磁共振的代谢组学技术,分析其次生代谢物种类及含量的合成累积规律,并进行高通量转录组学测序,从差异表达的基因中寻找次生代谢物生物合成的关联酶基因。代谢组学分析发现,款冬花不同发育阶段的次生代谢物代谢组成明显不同,苯丙素类成分在发育初期至中后期含量较高,之后逐渐降低;黄酮类成分（芦丁、山奈酚）在发育的各个阶段含量均有波动,但总体变化不大。转录组学分析结果显示,与苯丙素类成分生物合成相关的酶基因（COMT、HCT）,随着花蕾的发育表达量逐渐降低;与黄酮类成分合成相关的酶基因（FLS、F3H、DFR）,其表达量在不同阶段变化不大。转录组测序中的相关酶基因表达量同次生代谢物成分的变化趋势基本一致。本文采用的代谢组学和转录组学结合的方式,对款冬花的次生代谢物累积规律进行分析,为今后款冬花次生代谢物的生物合成调控研究奠定了基础。     

植物代谢组学的研究方法及其应用

代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物。植物代谢组学是指对植物抽提物中代谢组进行高通量、无偏差全面分析的技术。近年来, 植物代谢组学研究取得了很大进展。本文介绍了其含义、历史沿革及研究方法, 并用典型实例阐释了它的应用方向。     

植物代谢组学的研究方法及其应用

代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物.植物代谢组学是指对植物抽提物中代谢组进行高通量、无偏差全面分析的技术.近年来,植物代谢组学研究取得了很大进展.本文介绍了其含义、历史沿革及研究方法,并用典型实例阐释了它的应用方向.     

基于转录组学和代谢组学联合分析草珊瑚萜类化合物生物合成的组织特异性分布

本研究旨在探究草珊瑚叶和根中萜类化合物的组织特异性分布差异,解析其药效品质差异形成的分子机制。采用液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和Illumina HiSeq^TM高通量测序技术获得草珊瑚[Sarcandra glabra (thunb) naka]叶和根的代谢组学和转录组学数据。代谢组学结果表明参与叶和根中萜类合成的差异代谢物有50个,包括法尼西基半胱氨酸、甘油醛-3-磷酸、甲羟戊酸-5-磷酸等。转录学结果表明差异代谢酶基因有57条,包括ACTC、HMGCR、MVK、DXS与KS等,并预测了MYB、C2H2、AP2/ERF-ERF等7个转录因子参与调控草珊瑚不同组织部位中萜类的合成和积累差异。实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果显示,随机选取的8个参与萜类合成的酶基因在草珊瑚不同组织部位中的表达趋势与转录组学测序结果一致。本研究有助于阐明草珊瑚叶和根临床疗效差异形成的分子机制,同时为草珊瑚的资源开发利用奠定基础。     

“实践十号”搭载大肠杆菌代谢组学分析

【背景】随着载人飞行时间的延长,微生物安全问题越来越凸显。载人航天疾病谱显示感染性疾病是航天员在轨常发的疾病之一,影响航天员健康。大肠杆菌是人体肠道存在的正常菌群,也是条件性致病菌,可引起感染性疾病,因此有必要分析研究太空环境对大肠杆菌代谢的影响。【目的】通过"实践十号"返回式科学实验卫星搭载大肠杆菌近地轨道飞行12 d后,分析鉴定大肠杆菌在太空环境下代谢水平的变化。【方法】应用非靶向代谢组学技术对卫星搭载的大肠杆菌K12及地面同种对照组进行质谱分析,通过主成分分析(PCA分析)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA分析)找出组间潜在的差异生物标志物。【结果】通过分析鉴定,共发现12种显著差异生物标志物,其中搭载组11种参与能量代谢和甘油磷脂代谢的生物标志物含量上调,1种脂肪酸含量下调。【结论】太空飞行可提高大肠杆菌能量代谢与甘油磷脂代谢水平,相关代谢产物的变化提示太空飞行可能会促进大肠杆菌增殖。     

黄曲霉菌次级代谢的组学研究进展

黄曲霉菌Aspergillusflavus是一种好氧型腐生真菌,其次级代谢产物黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产生,对诸如玉米、花生等在内的农作物侵染已经严重危及食品安全以及人和动物的健康。近年来,不同组学研究发展迅速,生物学研究的基础数据平台逐步建立。从基因组到转录组、蛋白质组、代谢组等组学技术在对黄曲霉菌次级代谢相关的研究中已有较多应用。本文概述了基因组、转录组、蛋白质组以及代谢组等组学技术在黄曲霉次级代谢研究中所取得的重要进展,并提出了相关研究的发展趋势以及有待解决的问题。为深入了解黄曲霉的生物学功能提供了重要的线索,并为今后的研究奠定了坚实的基础。     

微生物代谢组学的前处理及分析技术

微生物代谢组学主要研究细胞生长或生长周期某一时刻细胞内外所有低分子量代谢物。分析技术的不断发展促进了微生物代谢组学研究的进展。本文结合微生物样品前处理方法, 综述了目前研究中所采用的各种分析技术的特点与应用, 并展望微生物代谢组学研究中分析技术的发展趋势。     

紫薇响应盐胁迫和碱胁迫的代谢组分析

为探究‘红叶’紫薇(Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’)对盐胁迫和碱胁迫的代谢响应机制,对‘红叶’紫薇1年生无性扦插苗分别进行盐胁迫(NaCl,pH=7.02)和碱胁迫(NaHCO₃和Na₂CO₃的Na⁺摩尔比为2:1,pH=9.52)处理,采用液相色谱质谱(LC-MS)分析叶片代谢组学变化,并比较2个处理组与对照(CK)之间的代谢差异。结果表明：与CK相比,盐处理组共筛选出156个差异代谢物,碱处理组共筛选出176个差异代谢物,2个对比组共有23个差异代谢物,其余均为特有差异代谢物。KEGG富集分析表明,次生代谢产物生物合成、氨基酸代谢、糖类代谢、脂肪酸代谢和植物激素合成是响应盐胁迫和碱胁迫的主要代谢通路;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸合成代谢、ABC转运蛋白和维生素B₆合成代谢是盐胁迫组的特有代谢通路;缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸和脯氨酸生物合成代谢、叶酸合成代谢,以及戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和抗坏血酸合成代谢是碱胁迫组的特有代谢通路。这些差异...     

应用代谢组学探讨胸痹证候分型的可行性

冠心病是严重危害我国人群健康的重要疾病之一,属中医胸痹证候.大量数据显示益气活血中药对冠心病疗效优于西药,然而胸痹的证候研究一直没有取得突破,而证是中医临床的关键.代谢组学是继基因组学、蛋白组学后兴起的又一系统生物学研究方法,目前已被广泛的用于疾病的早期诊断、代谢毒理、药物开发等领域.本文拟就把代谢组学运用于中医胸痹症候的可行性进行分析.     

代谢组学：一个迅速发展的新兴学科

对代谢组学的含义,中心任务,研究方法,样品要求,应用及其发展方向进行了简要综述. 系统生物学概念的诞生标志着研究哲学由“还原论”向“整体论”的变化. 系统生物学的中心任务就是要针对生物系统整体 (无论它是生物细胞,多细胞组织,器官还是生物整体),建立定量,普适,整体和可预测 (QUIP) 的认知. 具体而言,系统生物学研究就是要将给定生物系统的基因,转录,蛋白质和代谢水平所发生的事件,相关性及其对所涉及生物过程的意义进行整体性认识. 从而出现了许多的“组”和“组学”的新概念. 但是现已提出的一百多个“组”和“组学”,可以大体归纳为“基因组”/“基因组学”,“转录组”/“转录组学”,“蛋白质组”/“蛋白质组学”和“代谢组”/“代谢组学”四个方面. 显而易见,DNA,mRNA 以及蛋白质的存在为生物过程的发生提供了物质基础 (但这个过程有可能不发生!),而代谢物质所反映的是已经发生了的生物学事件. 因此代谢组学是对一个生物系统进行全面认识的不可缺少的一部分,是全局系统生物学 (global systems biology) 的重要基础,也是系统生物学的一个重要组成部分. 在现有的英文表述中,代谢组学同时存在两个不同的词汇和概念,即metabonomics 和 metabolomics. 尽管前者多用在动物系统而后者多用于植物和微生物系统,但这些概念的本质从他们的定义中能够得到较细致的了解. Metabonomics 的最初定义是就生物系统对生理和病理刺激以及基因改变的代谢应答的定量测定(“the quantitative measurement of the multi-parametric metabolic response of living systems to pathophysiological stimuli or geneticmodifications”). 我们认为这个定义现在可以更广泛地表述为:代谢组学是关于定量描述生物内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学 (“Metabonomics is the branch of science concerned with the quantitative understandings of themetabolite complement of integrated living systems and its dynamic responses to the changes of both endogenous factors (such asphysiology and development) and exogenous factors (such as environmental factors and xenobiotics).”). 其中心任务包括 (1) 对内源性代谢物质的整体及其动态变化规律进行检测,量化和编录,(2) 确定此变化规律和生物过程的有机联系. Metabolomics 存在多个定义,但其精髓是:对一个生物系统的细胞在给定时间和给定条件下所有小分子代谢物质的定量分析(the quantitativemeasurement of all low molecular weight metabolites in an organism's cells at a specified time under specific environmentalconditions). 因此,metabolomics 可以译作“代谢物组学”. 不难看出,前者是对生物系统进行的整体和动态的认识 (不仅关心代谢物质的整体也关注其动态变化规律),而后者强调分析而且是个静态的认识概念. 因此可以认为,metabolomics 是metabonomics 的一个组成部分 (参看定义). 近年又有人提出了“dynamic metabolomics”的概念,这个概念所表达的含义十分接近“metabonomics”本身的含义. 所以,可以预见,随着这门新兴学科的发展和更深入讨论,这两个概念必将趋向一致. 因此我们建议,在中文表述中将“代谢组学”一词和英文中的 metabonomics 相对应,以避免不必要的混淆和争议. 就细胞系统而言,不仅存在细胞自身的代谢物质组成问题,存在细胞之间代谢物质交换的问题,也存在代谢过程所发生的位点问题. 因此,简单地分析代谢物质的总组成 (即代谢组) 缺乏“整体论”所要求的全面性,其意义有一定局限. 代谢组学属于全局系统生物学 (Global systems biology) 研究方法,便于对复杂体系的整体进行认识. 譬如,一个正常工作的人体包括“人体”本身和与之共同进化而来且共生的消化道微生物群体 (或称菌群),孤立地研究“人体”本身的基因,转录子以及蛋白质当然可以为人们认识人体生物学提供重要信息,但无法提供使人体正常工作不可缺少的菌群的信息. 人体血液和尿液的代谢组却携带着包括菌群在内的每一个细胞的信息,因此代谢组学方法对研究如人体这样复杂的进化杂合体十分有效. 正因如此,代谢组学已经广泛地应用到了包括药物研发,分子生理学,分子病理学,基因功能组学,营养学,环境科学等重要领域. 在代谢组学诞生的过去 6 年里,有关代谢组学的研究论文和专利以指数的形式逐年增长. 可以预见,这门新兴学科将应用到更为广泛的领域.     

果蝇性别相关代谢组学差异的~1H-NMR分析

作为基因型和表现型之间的桥梁,进行代谢组学的研究可以有效地揭示不同的性别之间已经发生的一系列生物事件的差异。然而,目前关于性别之间代谢组差异的研究尚不多见。本研究从代谢组学的角度出发,发现在果蝇生长的不同年龄段,雌雄两种不同性别之间一直存在的差异代谢物,并进一步寻找到了相应的代谢通路。应用1H-NMR代谢组学技术及多元统计分析方法,分别寻找出3 d、30 d龄果蝇不同性别之间的差异代谢物。通过对3 d和30 d龄果蝇不同性别之间的差异代谢物的相关性分析,筛选出相关系数|r|>0.6即为伴随年龄变化而在雌雄果蝇之间一直存在的差异代谢物。通过Met PA分析平台结合KEGG数据库对这些差异代谢物做进一步分析,探讨与果蝇性别差异相关的代谢通路。结果显示,与雌性果蝇相比,雄性果蝇中异亮氨酸、谷氨酰胺、琥珀酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、组氨酸和苯丙氨酸的含量均偏低,葡萄糖含量偏高,且都具有显著性差异(P<0.05),并得到相应的代谢通路。上述结果表明,雌雄果蝇不同性别之间代谢组学的差异主要表现在糖代谢以及一些氨基酸的代谢和生物合成途径等方面的差异。这些研究为进一步探讨性别差异的机制提供了科学依据。     

两种提取溶剂对莲雾果实GC-MS代谢组学分析的影响

以台湾"黑珍珠"莲雾果实为实验材料,选择植物代谢组学研究中常用的两种提取溶剂对莲雾果实样品进行非靶标的代谢轮廓分析,研究两种提取溶剂对莲雾果实代谢组学分析的影响。利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对莲雾果实代谢产物进行分离鉴定,利用甲醇-水(A)法和甲醇-氯仿-水(B)法两种方法共鉴定出129个代谢产物;利用主成分分析法等比较了两种提取方法的提取效果,结果表明两种方法存在显著差异。从色谱峰总数来看,A法可检测到323个色谱峰,B法仅有251个,统计分析发现124个差异显著的代谢物质,其中有90个代谢物质的相对含量用A法提取显著高于B法提取。研究结果表明,甲醇-水溶剂提取的方法更适合于莲雾果实代谢组学的分析研究。     

两种提取溶剂对莲雾果实GC-MS代谢组学分析的影响

以台湾"黑珍珠"莲雾果实为实验材料,选择植物代谢组学研究中常用的两种提取溶剂对莲雾果实样品进行非靶标的代谢轮廓分析,研究两种提取溶剂对莲雾果实代谢组学分析的影响。利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对莲雾果实代谢产物进行分离鉴定,利用甲醇-水(A)法和甲醇-氯仿-水(B)法两种方法共鉴定出129个代谢产物;利用主成分分析法等比较了两种提取方法的提取效果,结果表明两种方法存在显著差异。从色谱峰总数来看,A法可检测到323个色谱峰,B法仅有251个,统计分析发现124个差异显著的代谢物质,其中有90个代谢物质的相对含量用A法提取显著高于B法提取。研究结果表明,甲醇-水溶剂提取的方法更适合于莲雾果实代谢组学的分析研究。     

两种提取溶剂对莲雾果实GC-MS代谢组学分析的影响

以台湾"黑珍珠"莲雾果实为实验材料,选择植物代谢组学研究中常用的两种提取溶剂对莲雾果实样品进行非靶标的代谢轮廓分析,研究两种提取溶剂对莲雾果实代谢组学分析的影响。利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对莲雾果实代谢产物进行分离鉴定,利用甲醇-水(A)法和甲醇-氯仿-水(B)法两种方法共鉴定出129个代谢产物;利用主成分分析法等比较了两种提取方法的提取效果,结果表明两种方法存在显著差异。从色谱峰总数来看,A法可检测到323个色谱峰,B法仅有251个,统计分析发现124个差异显著的代谢物质,其中有90个代谢物质的相对含量用A法提取显著高于B法提取。研究结果表明,甲醇-水溶剂提取的方法更适合于莲雾果实代谢组学的分析研究。