小菜蛾的耐热性

小菜蛾是世界范围内十字花科蔬菜上的重要害虫.临界高温(critical thermal maximum, CTMax)是昆虫耐热性的常用指标.采用动态加热方法,利用自行组装的装置测定了小菜蛾的临界高温,以此作为其耐热性指标,研究发育阶段、饲养温度、世代、性别和热激对小菜蛾耐热性的影响.结果表明： 25 ℃下饲养的小菜蛾4龄幼虫的CTMax 均值为50.31 ℃,显著高于1龄幼虫(43.03 ℃)、2龄幼虫(46.39 ℃)、3龄幼虫(49.67 ℃)以及雌性成虫(45.76 ℃)和雄性成虫(47.73 ℃);不同饲养温度(20、25和30 ℃)下成虫耐热性无显著差异;30 ℃下饲养1代、3代及6代的不同世代成虫CTMax也无显著变化;所有处理雌雄成虫的CTMax无显著差异;40 ℃下45 min热激可使5日龄雄成虫的CTMax值从45.51 ℃增加到46.49 ℃.     

小菜蛾的耐热性

小菜蛾是世界范围内十字花科蔬菜上的重要害虫.临界高温(critical thermal maxi-mum,CTMax)是昆虫耐热性的常用指标.采用动态加热方法,利用自行组装的装置测定了小菜蛾的临界高温,以此作为其耐热性指标,研究发育阶段、饲养温度、世代、性别和热激对小菜蛾耐热性的影响.结果表明:25℃下饲养的小菜蛾4龄幼虫的CTMax均值为50.31℃,显著高于1龄幼虫(43.03℃)、2龄幼虫(46.39℃)、3龄幼虫(49.67℃)以及雌性成虫(45.76℃)和雄性成虫(47.73℃);不同饲养温度(20、25和30℃)下成虫耐热性无显著差异;30℃下饲养1代、3代及6代的不同世代成虫CTMax也无显著变化;所有处理雌雄成虫的CTMax无显著差异;40℃下45 min热激可使5日龄雄成虫的CTMax值从45.51℃增加到46.49℃.     

昼夜变温幅度对小菜蛾不同发育阶段生活史性状的影响

【目的】昼夜变温幅度对昆虫的发育、存活、寿命、繁殖等核心生命活动有非常重要的影响。以往研究主要以恒温为主,温度设置不符合自然界中昼夜温度波动变化,无法明确温度波动幅度与恒温之间的生物效应差别。【方法】本研究采用了二步变温,模拟了不同的昼夜温度波动幅度(25±2℃,25±4℃,25±6℃,25±8℃,25±10℃和25±12℃)与相应恒温25℃,研究了不同变温幅度对十字花科世界性害虫小菜蛾Plutella xylostella不同生活史阶段中发育、存活、寿命与繁殖的影响。【结果】结果表明,变温幅度对小菜蛾不同阶段的发育、存活、寿命与繁殖影响存在显著差异。25±2℃,25±4℃和25±6℃对小菜蛾生活史性状的影响与恒温(25℃)相似,但25±10℃和25±12℃却产生了显著的负面影响。【结论】我们发现,较大的昼夜变温幅度显著影响小菜蛾不同阶段的发育、存活、寿命与繁殖,而适宜夜低温在一定程度上修复了日高温胁迫对小菜蛾的不利影响;并且认为昼夜变温幅度作为影响昆虫核心生命活动一种重要决定因素,必需纳入到昆虫种群数量预测模型中,才能真实地反映自然界中复杂变温模式对昆虫生态学效应的影响,才能提高昆虫田间发生预测预报的准确性。     

短时高温胁迫对斑痣悬茧蜂发育指标的影响

全球气候变化不仅包括平均气温上升,而且诸如热浪的极端天气事件出现的频率和程度也增大。寄生蜂虽在寄主体内完成生长发育,也会受到极端气温的影响。为探究短时高温对寄生性天敌斑痣悬茧蜂(Meteorus pulchricornis)幼虫发育表现的影响,以斜纹夜蛾(Spodoptera litura)幼虫为寄主,分别对1—6日龄子代蜂进行39℃、持续4h的高温胁迫处理,以发育全程进行适温(昼29℃、夜26℃)处理为对照,观察子代存活、发育历期、羽化和成虫寿命等发育指标。高温胁迫处理1日和5日龄子代蜂幼虫使幼虫存活率下降,与对照相比分别降低36.1%和28.6%;高温胁迫可延长子代蜂幼虫发育历期,与对照相比,高温处理2、3、5日和6日龄子代蜂幼虫使幼虫发育历期分别延长了5.0%,5.2%,7.0%和12.1%;高温胁迫处理5、6日龄子代蜂幼虫使羽化出的成虫体型(用后足胫节长度表示)比对照分别减小1.8%和2.6%。高温胁迫处理对子代蜂蛹发育历期、羽化率以及成虫寿命等均没有显著影响。研究结果说明,短时高温胁迫对斑痣悬茧蜂高龄幼虫的负面影响比对低龄幼虫大。     

高温胁迫对异迟眼蕈蚊与韭菜迟眼蕈蚊的致死作用及后续发育繁殖的影响

异迟眼蕈蚊Bradysia difformis Frey与韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga Yang et Zhang是食用菌的两种重要的害虫,对食用菌的质量及产量危害极大。高温处理是食用菌生产过程中常用的措施,但其对眼蕈蚊害虫的防治效果研究尚未有报道。【目的】为明确高温胁迫对两种眼蕈蚊存活及繁殖的影响,探究高温防治的可行性。【方法】本文探究了高温胁迫(30~40℃)对两种眼蕈蚊各虫态存活的影响,并进一步分析短时高温胁迫对存活幼虫和成虫后续发育和繁殖的影响。【结果】当温度超过36℃对各虫态产生明显的短时致死效应。4种虫态中,成虫耐热性最差,蛹的耐热性最强。38℃下,异迟眼蕈蚊与韭菜迟眼蕈蚊成虫致死中时间LT50分别为0.493~0.553 h和1.335~1.431 h;蛹LT50分别为1.402 h和2.356 h。经短时间高温胁迫后,存活幼虫后续化蛹明显推迟,成虫产卵量下降,38℃处理2 h,存活异迟眼蕈蚊与韭菜迟眼蕈蚊幼虫化蛹时间分别推迟3.09 d和1.93 d,产卵量较对照分别下降了74%和60%。经高温胁迫后,存活成虫后续的寿命缩短,繁殖力下降。38℃处理1 h,存活异迟眼蕈蚊与韭菜迟眼蕈蚊雌成虫寿命分别缩短了1.60 d和1.57 d,产卵量较对照分别下降了59%和40%。【结论】高温胁迫(≥36℃)会影响两种眼蕈蚊各虫态存活,并对存活个体后续发育繁殖有明显的抑制作用。因此,高温处理可作为食用菌生产过程中防治眼蕈蚊的物理措施。     

短时高温对桃小食心虫生长发育与繁殖的影响

【目的】桃小食心虫Carposina sasakii是我国北方落叶果树的重要害虫。本研究旨在探索短时高温对桃小食心虫生长发育和繁殖的影响。【方法】在室内23±1℃、 相对湿度80%±7%和15L∶9D条件下, 测定了桃小食心虫卵、 幼虫、 蛹、 成虫在经历35, 38和41℃高温处理1～4 h后各阶段的发育历期、 存活率和产卵量。【结果】 短时高温对卵的孵化率无明显影响; 经41℃处理后, 初蛀果幼虫(1日龄)的发育历期明显延长, 且存活率显著降低, 3日龄以上的幼虫受到的影响不明显; 11日龄蛹的羽化率在38℃和41℃处理中明显降低, 畸形率也显著升高; 经38℃和41℃处理的成虫存活率降低, 寿命缩短, 产卵量也减少。【结论】短时高温处理对桃小食心虫卵的影响较小, 而对成虫的影响较大。这些结果有助于深入了解该虫在高温季节种群数量变动机制。     

高温对昆虫影响的生理生化作用机理研究进展

温度是影响昆虫生命活动的重要因素，将其与某一时间的种群数量结合，可用于对昆虫未来种群数量进行预测预报。过高的环境温度常使昆虫的生长发育、生殖及存活等受到严重影响，对这种影响缺乏了解降低了害虫测报的准确性。探明高温对昆虫生理生化的作用机理是了解高温对昆虫生命活动影响的根本途径。总结了高温对昆虫生理生化的重要影响。高温使昆虫表皮的蜡质层瓦解，油脂融化，表皮渗透性增加，虫体大量失水。引起昆虫体内重要离子的浓度发生变化，改变许多重要大分子的电荷状态，使生物大分子的动力学能量增大，离子键、氢键和范德华力降低，分子间疏水作用增强，大分子保持形状的能力降低，空间构象发生改变，从而影响生物大分子行使其功能。高温使昆虫细胞骨架瓦解，细胞遭到破坏；细胞膜内磷脂组分比例改变，细胞膜流动性下降。虫体内重要遗传物质DNA和RNA复杂的二级结构和三级结构在高温下发生改变，对昆虫性状的稳定遗传造成严重影响。细胞内蛋白质的数量和种类组成均发生改变，原有常温下的蛋白质合成系统关闭，空间构象及功能发生变化，而产生耐热性物质（如热激蛋白）的蛋白质合成系统则开启。高温影响酶及酶促反应速率，对昆虫体内神经传导关键酯酶——乙酰胆碱酯酶的影响使昆虫无法进行正常的神经传递，丧失躲避不良环境的能力。高温影响脂质、低聚糖等物质的代谢。最后梳理了高温作用下昆虫各种生理生化指标发生变化之间可能存在的关联性，并提出高温对昆虫造成伤害的顺序过程假设。讨论了不同程度的高温对昆虫造成死亡的机理可能不同。指出了未来该领域研究的重点内容，如高温对昆虫造成损害的最初作用位点；高温伤害的完整生理生化路径；耐热性产生的生化基础；高温对昆虫不同发育阶段或生命过程的具体作用机制等。     

气候变化下极端高温对昆虫种群影响的研究进展

全球平均温度升高导致极端高温事件发生幅度、频率和持续时间增加,对生物和生态系统造成显著影响.以往气候变暖与昆虫种群关系的研究多关注平均温度的变化,常导致过高地估计了温度升高对昆虫的正面作用,而忽视了自然界存在的极端高温的不利影响.本文综述了气候变化下极端高温对昆虫种群地理分布、种群统计参数和种群增长、行为及种间关系等影响的研究进展.极端温度通过限定昆虫的适宜温度阈限和耐受温度范围决定其在不同纬度、海拔和景观地区的分布.极端高温通过即时和后续效应抑制昆虫的发育、存活、繁殖等核心生命参数,进而改变了昆虫种群统计参数和种群增长.极端高温可通过影响昆虫的体温调节、取食及扩散等行为改变其发育、繁殖等核心生命参数.昆虫对极端高温的反应具有物种特异性,不同种类昆虫对气候变化的响应不同,导致相对优势度、群落结构、食物链等种间关系发生变化,进而影响生态系统的功能.目前关于极端高温对昆虫种群影响的研究多关注发生在夏季的热浪天气和日间极端高温.气候变化导致温度的升高在季节间具有非对称性,发生在春、秋、冬季节相对的极端高温对昆虫种群未来发展的影响将是未来该领域研究的重点.     

苹果蠹蛾热激蛋白Hsp90基因的克隆及热胁迫下的表达分析

世界检疫性害虫苹果蠹蛾Cydia pomonella是一种温度耐受可塑性很高的物种。本研究针对温度波动可能导致其耐热性增强的科学问题, 采用生测法鉴定了苹果蠹蛾实验种群的高温耐受阈值, 采用同源克隆、 RACE和实时荧光定量PCR (RT-qPCR)等方法研究了苹果蠹蛾热激蛋白Hsp90基因的应激表达对耐热性的重要作用。高温耐受阈值研究结果表明, 苹果蠹蛾实验种群的死亡率随温度的升高和时间的延长显著性升高, 1-5龄幼虫分别经50℃和52℃高温处理2, 5和10 min后, 3龄幼虫耐热性最差, 5龄幼虫最强。50℃和52℃分别处理10 min和5 min均可导致1-4龄幼虫全部死亡, 而5龄幼虫在这两种处理下仍有25.0%和11.1%的存活率。以35℃处理的5龄雌幼虫为材料克隆苹果蠹蛾Hsp90基因全长cDNA, 结果显示该基因全长为2 470 bp, 完整开放阅读框为2 148 bp, 共编码716个氨基酸, 预测分子量为82.07 kDa, 命名为Cphsp90 (GenBank登录号JN624775)。该基因编码的氨基酸序列与亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis和甘蓝夜蛾Mamestra brassicae等昆虫的Hsp90的氨基酸序列一致性高达96%, 表明了Hsp90家族的保守特性。Cphsp90 mRNA的相对表达量在32~44℃高温胁迫下随温度的升高而显著增高, 证实Cphsp90是诱导型热激基因, 且mRNA相对表达量与胁迫程度正相关。Cphsp90基因的表达还具有组织特异性, 35℃处理幼虫的表皮中Cphsp90相对表达量显著高于血淋巴、 脂肪体和中肠, 应激响应最为活跃。与未经温热预处理的昆虫相比, 35℃温热预处理3 h后的5龄幼虫在40, 45和50℃更高的温度胁迫下, Cphsp90 mRNA达到最高表达量所需要的胁迫温度有所提升, 由未经预热处理的40℃处理10 min提高到45℃处理10 min, 这与温热预处理会增强5龄幼虫耐热性的现象相符, 表明Cphsp90基因的响应表达在苹果蠹蛾耐热性及其可塑性过程中发挥重要的作用。     

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases, CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella 抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）对氟虫腈的增效作用;以LC₃₀和LC₅₀浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarEs酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量（LC₃₀和LC₅₀）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组CarEs比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低; 抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰 Pxae22和 Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰P xae22和 Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。     

昆虫嗅觉相关可溶性蛋白的研究进展

昆虫在长期进化过程中形成了一套高度敏感的嗅觉系统,通过该系统昆虫可以完成寻觅配偶、定位寄主及选择产卵位点等多种行为。在昆虫嗅觉系统中的可溶性蛋白主要有气味结合蛋白(odorant-binding protein, OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)。OBP可以特异性结合并运输疏水性的气味分子相应的受体,是昆虫化学识别过程的第一步,具有十分重要的作用。CSP与OBP的结构和功能类似,主要参与化合物的识别和运输,尽管没有直接的证据表明CSP也参与了昆虫的化学感受过程,但已有研究发现,CSP在昆虫嗅觉系统中发挥着重要的作用。本文主要从分子特性、蛋白结构、表达模式、生理功能等方面分别对昆虫的OBP和CSP进行了概述,为深入的研究两者的功能提供理论参考,进而为以昆虫嗅觉系统为靶标的害虫防治提供新的思路。     

莲草直胸跳甲胰岛素样生长因子系统相关基因IGFALS和IMP3的表达模式

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是恶性入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides的专食性天敌。为阐明该跳甲生殖调控的分子机制,筛选其卵巢转录组数据得到3个胰岛素样生长因子系统相关基因,分别为胰岛素样生长因子酸不稳定亚基(IGFALS)和其亚型X1 (IGFALS X1)以及胰岛素样生长因子II mRNA结合蛋白3 (IMP3),利用半定量PCR方法检测3个基因在雌成虫不同发育时期的表达模式,并通过荧光定量PCR技术检测其在不同组织及不同发育时期的表达水平。结果显示,筛选到的IGFALS、IGFALS X1和IMP3基因在莲草直胸跳甲蛹期和成虫期均有表达,且3个基因在蛹期和成虫期均为全身性表达,IGFALS和IMP3 mRNA在成虫卵巢组织中表达量显著高于其他组织,峰值分别出现在成虫羽化后第5天和第1天,较蛹期第1天分别增加了3.56和3.81倍,因此推测IGFALS和IMP3基因在莲草直胸跳甲卵子发生过程中发挥重要的调控作用。     

亚洲小车蝗对内蒙古典型草原3种禾本科植物取食特性研究

通过了解亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus的取食特性,为有害生物的防治和草原生态环境的保护提供理论依据。在分析亚洲小车蝗发生与羊草Leymus chinensis、克氏针茅Stipa krylovii及糙隐子草Cleistogenes squarrosa等3种禾本科植物特征参数关系的基础上,通过罩笼试验调查了罩笼内亚洲小车蝗3~5龄蝗蝻的存活率,比较了亚洲小车蝗的取食数量、取食高度及取食率等特性。结果表明,克氏针茅和糙隐子草生态优势度与亚洲小车蝗发生数量显著正相关,亚洲小车蝗喜食克氏针茅和糙隐子草(0.25≤RFN<0.5),少食羊草(0.025≤RFN<0.25)。4龄和5龄蝗蝻对克氏针茅和糙隐子草取食量显著大于羊草。亚洲小车蝗取食高度位于植物中下部(9~10cm),与3种植被高度无关;取食后上部掉落造成损失,特别是对克氏针茅的为害更大;亚洲小车蝗取食克氏针茅和糙隐子草时的存活率显著高于取食羊草时的存活率。结论:以克氏针茅和糙隐子草为优势植物的典型草原更适合亚洲小车蝗的发生与为害,应加强该类草原亚洲小车蝗的监测预警和防控。     

云南省斑翅果蝇寄生性天敌昆虫种类调查

斑翅果蝇作为危害蓝莓、杨梅、葡萄、樱桃等软皮水果的重要害虫之一,已经引起国内外广泛关注,明确斑翅果蝇寄生性天敌昆虫的种类、分布和自然寄生状况,可以为斑翅果蝇天敌的保护利用提供科学依据。本文通过在云南省斑翅果蝇适生区采集斑翅果蝇的栽培寄主和野生浆果果实,带回实验室培养5~8d,解剖果实并挑出斑翅果蝇蛹,收集其中羽化的斑翅果蝇寄生性天敌昆虫,并记录其种类和数量,计算寄生率。本研究共采集调查了45种植物果实,有15种植物果实可被斑翅果蝇危害,其中杨梅中的斑翅果蝇种群数量最大,达到96.03头/百果;共收集到5种斑翅果蝇的寄生蜂,其中幼虫寄生蜂有丽盾瘿蜂Ganaspis brasiliensis、细毛瘿蜂Leptopilina japonica和反颚茧蜂Asobara sp.,蛹寄生蜂有果蝇锤角细蜂Trichopria drosophilae和蝇蛹金小蜂Pachycrepoideus vindemmiae,寄生蜂的自然寄生率最高可达27.81%。结果表明,丽盾瘿蜂的虫口数量最多,分布最广,为斑翅果蝇的田间优势种寄生蜂。斑翅果蝇的寄生性天敌昆虫在斑翅果蝇化蛹后的1~2周达到羽化高峰期,对斑翅果蝇具有较好的自然控制作用。     

红颈常室茧蜂蛹发育的形态特征

红颈常室茧蜂Peristenus spretus Chen et van Achterberg是一种绿盲蝽若虫的优势内寄生蜂,本研究利用超景深三维显微系统、显微镜观察了红颈常室茧蜂老熟幼虫发育特征、蛹形态特征及蛹发育后期卵巢的超微结构。结果表明:红颈常室茧蜂蛹期为12～15 d,其中雌蛹期比雄蛹期长2～3 d。根据其形态特征,可将蛹划分为预蛹期、第一蛹阶段、第二蛹阶段、第三蛹阶段。蛹期发育前9 d,蛹期组织结构开始分化形成,成蜂的外部形态基本显现,但性别难以区分;蛹期发育至10～14 d,可通过幼蜂体表颜色的变化或腹部末端的形状区分性别,在相同的适宜温度条件下,雌蜂比雄蜂颜色深,雌蜂腹部末端比较尖,有突出的产卵瓣,雄峰腹部末端钝圆,无凸起;雌蜂卵巢在化蛹后的第11天开始形成,卵巢初期的形状如细丝,此时卵巢管已开始初步分化,但卵室尚未分化;蛹发育至第12天时,卵巢管逐渐加粗,卵室开始分化;第13天时,卵巢管、卵室数量逐渐增多;第14天卵巢基部开始有少量成熟卵子产生,呈乳白色。10～12 d,雄蜂腹部末端绒毛逐渐增多,体壁变硬,逐渐角质化,虫体可活动,雄蜂胸部略带黑色,翅逐渐伸展开,整个虫体呈浅红棕色。本研究结果明确了红颈常室茧蜂蛹发育的形态变化过程,提出了蛹期雌雄区分的方法,叙述了蛹后期卵巢发育特征,为研究该蜂繁殖机理奠定了形态学基础。     

韭菜迟眼蕈蚊危害蚕豆根茎影响豌豆蚜的生长发育

地下害虫和地上害虫虽然在空间上隔离,但植物作为媒介将它们联系到一个系统,为了探讨地下害虫危害对地上害虫的影响,本文利用蚕豆植株作为媒介,研究了韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga Yang et Zhang危害蚕豆植株对两种色型豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的影响。结果表明:韭菜迟眼蕈蚊危害改变了蚕豆植株的营养组成,包括干重和鲜重比、可溶性蛋白、可溶性糖、海藻糖和游离氨基酸。豌豆蚜取食后若虫历期延长,两种色型豌豆蚜1龄历期延长最为显著,红色型豌豆蚜3龄历期延长差异显著,其他各龄历期无差异;豌豆蚜若虫的死亡率提高,绿色型豌豆蚜1龄和2龄的死亡率高于对照组,红色型豌豆蚜2龄、3龄和4龄的死亡率高于对照组,其中红色型豌豆蚜2龄死亡率显著高于对照组;韭菜迟眼蕈蚊危害减小两种色型豌豆蚜每天产蚜数、10d累积产蚜数、净增值率、内禀增长率、周限增长率、相对生长率、体长和体重,平均世代周期延长但是无显著差异。结果表明,韭菜迟眼蕈蚊危害可直接影响蚕豆的营养组成,进一步间接影响豌豆蚜的生长发育。     

亚麻籽油中亚麻酸的提取与纯化

研究采用尿素-硅胶和氯化亚铜-硅胶两次层析亚麻籽油,结果表明:尿素-硅胶层析后,亚麻籽油中只含有油酸、亚油酸和亚麻酸;氯化亚铜-硅胶层析后得到了纯度高于90%的亚麻酸产品。运用外标定量法,以亚麻酸甲酯为标准品,样品总亚麻酸在0. 045～0. 677 mg/m L范围内回归方程为:Y=782 59x-686 8(R2=0. 999 9)。本研究为今后亚麻酸的纯化研究及工业生产提供相关的理论依据和新的思路。     

转录因子ZnF-706在鳞翅目昆虫中的进化格局及在家蚕中的功能

【目的】探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能。【方法】首先分析了家蚕ZnF-706序列特征,并利用已发表芯片数据调研该基因在家蚕幼虫组织中的表达格局;利用Phylogenetic Analysis byMaximum Likelihood (PAML)分支检验方法,分析该基因在鳞翅目不同类群中的分子进化格局。基于已发表的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对ZnF-706进行基因区域人工选择信号分析;对ZnF-706基因上游2 kb的调控区域进行单核苷酸多态性位点频率检测,发掘在家蚕群体中固定下来的突变位点;针对突变位点所在区域进行转录因子结合活性预测。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ZnF-706基因,获得纯和突变体;以野生型家蚕为对照,检测突变体的茧重及蛹重变化。【结果】家蚕ZnF-706的编码蛋白具有典型的锌指蛋白结构域。ZnF-706在家蚕5龄第3天幼虫各组织中广泛表达,尤其表皮、脂肪体和生殖腺中有很高的表达量;该基因在鳞翅目、蚕蛾总科(Bombycoidea)及天蚕Antherea yamamai 3个分支中均呈现快速进化信号,在家蚕中有强烈的人工选择信号。该基因所在基因组区域的家蚕-野桑蚕种群分歧度参数Fst明显升高,家蚕群体中的群体多样性π明显降低,表明它位于一个选择扫荡区域内;该基因在家蚕-野桑蚕中的9个SNP位点存在于上游调控区,并位于转录因子结合活性区域内。该基因的纯合家蚕突变体ΔZn F-706生存力减弱,并且茧重以及蛹重与野生型家蚕相比都显著降低。但与黑腹果蝇Drosophila melanogaster中不同的是,家蚕中该基因的突变并不致死。【结论】ZnF-706可能在鳞翅目尤其是泌丝昆虫中进化,并在家蚕驯化过程中受到选择压力,提示其对于特征性状茧丝的变异可能发挥作用。该基因可能通过对丝蛋白基因的直接调控,或通过影响家蚕的生长发育而间接地影响茧丝性状。本研究不仅为探究家养动物人工选择机制提供了来自昆虫类材料的独有证据,也为后续深入开展家蚕重要经济性状的转录调控研究提供线索。     

中国产桫椤类配子体在不同基质胁迫下的形态畸变多样性研究

为了明确土壤污染对中国产桫椤科植物的生殖影响,以探讨中国桫椤类乃至其他濒危蕨类濒危的内在原因。该研究以中国产9种桫椤植物为材料,采用各植物原产地地表土壤培养孢子至配子体成熟,全程比较观察配子体畸变类型,统计畸变率;并分别取3个属的代表种笔筒树、大叶黑桫椤和中华桫椤的孢子,以MS培养基为对照,分别用5mg·kg^-1Pb^2+和1mg·kg^-1Cd^2+单因素胁迫培养配子体,比较观察各组的配子体形态畸变类型,统计畸变率。结果表明:(1)中国产桫椤类9种植物配子体培养过程中共出现17种形态畸变类型,其中4种为分化畸变,7种为假根畸变,4种为细胞畸变,2种为性器畸变。(2)不同培养基——对照组(MS培养基)、原产地土壤、Cd^2+胁迫、Pb^2+胁迫对中国产桫椤科9种植物配子体的平均畸变比例分别是2.28%、12.61%、31.58%和33.58%。(3)9种桫椤的配子体畸变类型及其畸变率均与培养基的胁迫程度呈正相关关系,其配子体发育都受到了产地土壤污染的严重伤害。(4)3种桫椤属植物配子体对土壤环境胁迫的耐受力强弱为黑桫椤属>白桫椤属>桫椤属。(5)桫椤科配子体的形态畸变多样性与胁迫条件之间具有稳定的对应关系。     

不同碳源对须糖多孢菌生长发育及丁烯基多杀菌素生物合成的影响

本文研究了不同碳源对须糖多孢菌生长以及丁烯基多杀菌素生物合成的影响,通过寻找优势碳源优化发酵培养基配方,促进须糖多孢菌丁烯基多杀菌素的生物合成。试验共设11个处理,1个对照,通过单因素试验比较不同处理组菌体OD600值和丁烯基多杀菌素产量,筛选获得最优碳源及其发酵培养基配方。结果表明,除可溶性淀粉和木糖外,须糖多孢菌在9种碳源中都能进行生长,对不同构型碳源显示较好的利用率。在以半乳糖、葡萄糖、果糖和甘露糖作为碳源时具有较好的生长速率,而以甘露糖为碳源时能显著促进丁烯基多杀菌素的合成。选择甘露糖最佳添加浓度为5 g/L,须糖多孢菌最高菌体浓度和丁烯基多杀菌素产量分别是初始配方条件的1. 32倍和1. 78倍,显著提高了丁烯基多杀菌素的产量。上述结果为培养基碳源对丁烯基多杀菌素生物合成影响机制的研究及丁烯基多杀菌素大规模工业化发酵生产提供了科学依据和新的技术途径。