斜纹夜蛾GNBP1基因的克隆及诱导表达模式的研究

革兰氏阴性结合蛋白(Gram-negative bacteria binding proteins,GNBPs)是昆虫天然免疫系统中的一类重要模式识别受体,在识别病原微生物表面的相关分子模式中发挥着重要作用。为了解模式识别蛋白GNBP如何免疫应答病原微生物应激,本研究利用RT-PCR结合RACE技术克隆获得斜纹夜蛾革兰氏阴性结合蛋白GNBP1基因(SlGNBP1)。斜纹夜蛾SlGNBP1基因(GenBank登录号:JF313110)全长cDNA序列为1 448 bp,开放阅读框(ORF)序列长1 302 bp,编码433个氨基酸残基。生物信息学分析序列表明SlGNBP1蛋白序列含有βGRP(β-1,3-glucan recognition protein)家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域(Glyco_hydro_16),有3个N-糖基化位点,19个O-糖基化位点,42个磷酸化位点。系统进化树和同源性分析表明斜纹夜蛾SlGNBP1基因与其它鳞翅目昆虫的βGRP1基因的同源性很高,其中,斜纹夜蛾SlGNBP1基因与棉铃虫和柑橘凤蝶的βGRP序列相似度最高,相似度分别为79%和66%,SlGNBP1蛋白序列中有4个保守的半胱氨酸位点,富含12个色氨酸,由于两个葡聚糖酶活性位点突变而失去葡聚糖酶活性。利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测斜纹夜蛾SlGNBP1基因的时空表达模式,结果表明SlGNBP1基因在斜纹夜蛾整个发育历期都表达,其中4龄幼虫表达量最高;组织分布表明SlGNBP1基因在斜纹夜蛾的表皮、脂肪体、中肠、卵巢和血细胞中均有表达,其中脂肪体为主要表达部位。将绿僵菌、玫烟色棒束孢、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌、大肠杆菌和粘质沙雷氏菌6种病原微生物分别注射4龄斜纹夜蛾幼虫后,对SlGNBP1基因进行mRNA水平检测。RT-qPCR检测表明SlGNBP1在不同诱导时间点与对照相比,均呈现明显上调表达,但诱导程度不同,诱导18-24 h后达到峰值,且SlGNBP1基因对粘质沙雷氏菌最为敏感,与对照相比提高了约100倍。以上结果表明SlGNBP1基因可能在斜纹夜蛾先天免疫应答反应中通过识别病原微生物表面的相关分子模式而发挥作用,可能成为斜纹夜蛾生物防治的新靶标。     

苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)表达及其生长发育的影响

【目的】几丁质酶和几丁质合成酶对昆虫的变态发育极其重要。本研究旨在阐明苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾Spodoptera litura几丁质酶和几丁质合成酶基因表达及其生长发育的影响。【方法】利用RT-qPCR检测斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)在斜纹夜蛾不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)和4-6龄幼虫不同组织(体壁、中肠、脂肪体、血细胞、头部和马氏管)中的表达水平以及注射苦瓜素Ⅰ溶液(4 μg/头) 24, 48和72 h时斜纹夜蛾SlCht和SlCHS-A在6龄幼虫各组织中的表达水平。分析在斜纹夜蛾4龄幼虫中注射不同浓度(31.25, 62.5, 125, 250和500 ng/头)的苦瓜素Ⅰ溶液对幼虫和蛹历期、幼虫增重、蛹重、蛹长度、化蛹率、羽化率和存活率的影响,并利用体视显微镜观察斜纹夜蛾幼虫的表型变化。【结果】SlCht和SlCHS-A在斜纹夜蛾中的表达具有发育阶段特异性。SlCht和SlCHS-A在卵期表达量最高,幼虫期和预蛹期的表达量较低;在各幼虫期又表现为6龄幼虫期表达量最高,在其他龄期的表达量低。SlCht和SlCHS-A在斜纹夜蛾6龄幼虫中也显示出组织特异性表达,在血细胞和体壁中高表达,在头部、中肠和脂肪体中低表达。在斜纹夜蛾6龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ能诱导SlCht和SlCHS-A在其各组织中表达量降低;在4龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ后,斜纹夜蛾的生长发育受到抑制,幼虫增重延缓,发育历期延长,化蛹率下降甚至化蛹失败,幼虫及蛹出现较高的畸形率。【结论】苦瓜素Ⅰ可通过诱导SlCht和SlCHS-A表达量的降低来实现对斜纹夜蛾生长发育的抑制作用。本研究为进一步阐明苦瓜素对斜纹夜蛾生长发育的抑制机制提供了新的理论基础,并为进一步应用苦瓜素Ⅰ进行防控奠定了基础。     

脂多糖对家蚕幼虫Toll样受体基因BmToll9-2表达的影响

【目的】Toll样受体是昆虫Toll信号传导途径的一个重要组成成员,对激活昆虫机体对入侵病原微生物的先天免疫应答起着至关重要的作用。本研究旨在探究脂多糖对家蚕Bombyx mori幼虫中Toll样受体基因BmToll9-2基因表达的影响。【方法】利用RT-PCR分析BmToll9-2基因在家蚕大造品系4龄和5龄幼虫表皮、脂肪体、马氏管、中肠、神经、丝腺、胸部肌肉共7种组织中的表达特征;将脂多糖和大肠杆菌Escherichia coli注射到5龄幼虫体腔内,诱导其免疫系统响应,采用实时荧光定量PCR分析注射后不同时间BmToll9-2基因在中肠中的表达水平。【结果】RT-PCR结果表明,BmToll9-2基因在家蚕4龄幼虫的脂肪体、马氏管、神经和丝腺中高度表达,在5龄幼虫脂肪体、中肠、马氏管和神经中均有较高表达。实时荧光定量PCR结果显示,注射脂多糖能诱导5龄幼虫中肠中BmToll9-2基因转录,在注射后6 h时的诱导效果最好;注射大肠杆菌也能诱导BmToll9-2基因转录,在注射后3和6 h时的诱导效果最好。【结论】家蚕幼虫BmToll9-2基因在脂多糖和大肠杆菌处理后上调表达,提示BmToll9-2受体可能参与昆虫Toll样受体对脂多糖和细菌的识别过程。     

甜菜夜蛾肽聚糖识别蛋白基因SePGRP-SA的克隆及功能鉴定

【目的】本研究旨在阐明甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫体内肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition protein, PGRP)在响应苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)感染过程中的功能。【方法】利用PCR方法扩增甜菜夜蛾幼虫肽聚糖识别蛋白基因SePGRP-SA全长cDNA;采用qRT-PCR分析SePGRP-SA在甜菜夜蛾不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、预蛹和蛹)及4龄幼虫不同组织(中肠、马氏管、围食膜、脂肪体、血淋巴和表皮)中的表达。通过RNAi技术沉默SePGRP-SA基因72 h后,qRT-PCR检测SePGRP-SA沉默效率及甜菜夜蛾4龄幼虫中肠抗菌肽相关基因(Ceropin, Attacin和Defensin)和细菌载量的变化。RNAi沉默SePGRP-SA 24 h后,以苏云金芽胞杆菌菌株Bt-GS57饲喂甜菜夜蛾4龄幼虫0, 24, 48, 72, 96和120 h,计算幼虫校正死亡率;饲喂甜菜夜蛾4龄幼虫Bt-GS57后0, 24, 48和72 h,利用qRT-PCR检测中肠SePGRP-SA, Ceropin, Attacin和Defensin的相对表达量。【结果】克隆获得甜菜夜蛾SePGRP-SA全长DNA(GenBank登录号：MW265930),开放阅读框长576 bp,编码191个氨基酸,其编码蛋白的预测分子量为21.59 kD。序列分析结果表明,SePGRP-SA具有典型的PGRP和Ami2保守结构域,信号肽为19个氨基酸,为分泌型蛋白;系统进化分析发现,SePGRP-SA与斜纹夜蛾Spodoptera litura的SlPGRP亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达91.1%。发育表达谱结果表明SePGRP-SA在甜菜夜蛾4和5龄幼虫、预蛹和蛹中高表达;组织表达谱结果表明,SePGRP-SA在4龄幼虫各组织中均表达,其中以血淋巴中表达量最高。与注射dsEGFP(对照)相比,注射dsSePGRP-SA的甜菜夜蛾4龄幼虫在72 h时中肠SePGRP-SA基因表达量下调了95.26%,Cecropin, Attacin和Defensin表达量显著下调,中肠细菌载量显著升高。注射dsEGFP和dsSePGRP-SA的甜菜夜蛾4龄幼虫饲喂Bt-GS57,72 h时幼虫校正死亡率分别为50.00%和73.33%,表明幼虫对Bt-GS57的敏感性明显增加。甜菜夜蛾4龄幼虫取食Bt-GS57后,中肠SePGRP-SA, Cecropin, Attacin和Defensin表达量在48 h均显著增加,72 h时降低。【结论】Bt侵染能够引起甜菜夜蛾SePGRP SA基因激活抗菌肽相关基因Cecropin, Attacin和Defensin的表达。     

斜纹夜蛾Cecropin D成熟肽的原核表达及活性检测

采用RT-PCR方法从斜纹夜蛾Spodoptera litura脂肪体组织中扩增得到了Cecropin D成熟肽基因序列,分析发现Cecropin D成熟肽与斜纹夜蛾Cecropin B之间存在2个氨基酸残基的差异。将获得的基因序列连接入原核表达载体pGEX-4T-1,并在原核细胞中实现了该蛋白的融合表达。SDS-PAGE结果表明,诱导后的宿主菌比未诱导菌中多出了一条融合蛋白表达带,诱导后1 h就可以检测到该蛋白,从诱导后1 h到5 h该蛋白在表达量上没有明显的差异。生长曲线显示在IPTG诱导后宿主菌的生长受到明显的抑制,纯化后的蛋白对细菌具有一定的抑制作用。     

一个调控抗菌肽表达的小菜蛾肽聚糖识别蛋白(PxPGRP-SA)

【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)是昆虫免疫系统中一类重要的模式识别蛋白。本研究旨在阐明经苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis侵染后,小菜蛾Plutella xylostella PGRP-SA基因(命名为Px PGRP-SA)在体内的表达模式和对抗菌肽基因的表达调控。【方法】本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析B.thuringiensis侵染小菜蛾幼虫后Px PGRP-SA的转录模式,通过RNAi技术结合抗血清封闭实验检测Px PGRP-SA对小菜蛾抗菌肽基因的表达调控作用。【结果】qRT-PCR检测表明,小菜蛾4龄幼虫在注射具有活性的B.thuringiensis 6 h后,Px PGRP-SA在脂肪体和血细胞中表达量迅速上升,其中脂肪体中的表达量在注射24 h后达到高峰,而在血细胞中的表达量在18 h后达到高峰。RNAi沉默小菜蛾4龄幼虫Px PGRP-SA的转录后,可显著降低小菜蛾脂肪体中cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin 4个抗菌肽基因及Dorsal和Sptzle基因的mRNA转录水平;注射anti-Px PGRP-SA封闭小菜蛾体内Px PGRP-SA的活性后,也可降低小菜蛾脂肪体中4个抗菌肽基因的mRNA转录水平;Px PGRP-SA转录沉默后,同时导致添食B.thuringiensis的小菜蛾幼虫的存活率明显降低。【结论】Px PGRP-SA参与了小菜蛾体内抗菌肽cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin基因的表达调控,并在免疫防御B.thuringiensis的侵染过程中起了重要的作用。     

植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响

为研究植食性昆虫进食植物次生物质后的解毒机制,本研究用不同浓度的单宁、芦丁及没食子酸3种植物次生物质分别喂食斜纹夜蛾五龄幼虫,检测喂食后幼虫中肠以及脂肪体相关解毒酶活性以及基因表达的变化。结果发现,取食0.5%单宁以及1%没食子酸后,斜纹夜蛾中肠和脂肪体中羧酸酯酶(Car E)、乙酰胆碱酯酶(Ach E)以及谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性呈不同程度的增加;喂食0.2%芦丁后Car E活性和GST活性上升,Ach E活性没有显著增加。实时荧光定量PCR的结果显示,斜纹夜蛾喂食0.5%单宁以及1%没食子酸后,解毒酶相关基因Sl GSTe1、Sl Car E和Sl Ace1表达上调,喂食0.2%芦丁后Sl GSTe1和Sl Car E显著表达。上述结果表明,GST等解毒酶活性和相关基因的表达与不同类型的次生物质相关,共同参与了斜纹夜蛾对外源次生物质的解毒代谢。     

6种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响

草食性昆虫取食植物时遇到宿主植物中大量次生物质的化学防御,研究昆虫适应植物毒素的反防御策略具有重要的科学意义。分别添加0.01%肉桂酸、0.01%水杨酸、0.01%花椒毒素、0.02%槲皮素、0.05%黄酮和0.1%香豆素等6种植物次生物质的人工饲料饲养斜纹夜蛾(Spodoptera litura)五龄幼虫48 h后,测定斜纹夜蛾幼虫中肠和脂肪体中谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)、P450的酶含量及头部乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,利用半定量RT-PCR检测中肠和脂肪体中CYP4M14和CYP4S9的基因表达水平。结果表明:取食肉桂酸和香豆素后,斜纹夜蛾中肠中CarE的酶活性分别提高了1.67和1.37倍,取食6种次生物质均能显著提高斜纹夜蛾脂肪体中GSTs酶活性。取食肉桂酸和香豆素48 h后,脂肪体中P450酶含量比对照增加2.93和14.50倍。取食肉桂酸、花椒毒素、槲皮素和香豆素后,斜纹夜蛾头部AchE酶活性与对照相比提高了1.53、1.80、2.36和1.56倍。6种次生物质均可诱导脂肪体中CYP4M14基因表达,槲皮素、肉桂酸和香豆素强烈诱导CYP4S9在脂肪体中表达。表明,斜纹夜蛾具有利用植物次生物质诱导其解毒酶的能力,进而提高其对毒素的抗性。     

胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2在维持红棕象甲肠道菌群稳态中的作用

【目的】明确入侵害虫红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2在肠道菌群稳态的维持和调控过程中的作用,将为靶向破坏肠道菌群稳态的害虫控制新策略研发提供新的科学依据和作用靶标。【方法】利用生物信息学方法分析RfPGRP-L2的序列特征。利用RT-qPCR分析RfPGRP-L2在健康红棕象甲4龄幼虫不同组织(头、脂肪体、表皮、前肠、中-/后肠、血淋巴)以及大肠杆菌Escherichia coli DH5α和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus经注射（注射1 μL OD₆₀₀=1.6的菌液）和喂食（取食涂抹1 mL OD₆₀₀=1.6的菌液的甘蔗薄片）两种不同方式分别感染后红棕象甲4龄幼虫肠道和脂肪体中的表达量;进行RfPGRP-L2原核表达,利用体外孵育方法检测重组蛋白RfPGRP-L2对大肠杆菌DH5α和金黄色葡萄球菌的凝集和抑菌活性;RNAi干扰RfPGRP-L2后,检测红棕象甲4龄幼虫血淋巴和肠道中大肠杆菌菌落数的变化;利用RT-qPCR分析RNAi干扰RfPGRP-L2后红棕象甲4龄幼虫脂肪体和肠道中抗菌肽基因表达量的变化;利用基于细菌16S rRNA的高通量测序分析RNAi干扰RfPGRP-L2对健康红棕象甲4龄幼虫肠道菌群结构组成的影响。【结果】SMART预测发现红棕象甲RfPGRP-L2基因编码的蛋白中无跨膜结构域也无信号肽,这表明RfPGRP-L2是一种胞质型肽聚糖识别蛋白。RT-qPCR检测发现,RfPGRP-L2主要在健康红棕象甲4龄幼虫血淋巴、肠道和脂肪体等免疫组织中表达;被注射感染大肠杆菌和金黄色葡萄球菌6 h和12 h后,红棕象甲4龄幼虫脂肪体中RfPGRP-L2的表达量分别显著上调;被喂食感染大肠杆菌6 h后,红棕象甲4龄幼虫肠道中RfPGRP-L2的表达量显著增加。重组表达蛋白RfPGRP-L2能引起大肠杆菌和金黄色葡萄球菌发生凝集反应,这说明RfPGRP-L2能够识别这两种细菌。当RfPGRP-L2被干扰后,红棕象甲4龄幼虫对肠道和血淋巴中感染EGFP标记的大肠杆菌的清除能力显著弱于对照组;肠道中抗菌肽基因RfCecropin的表达量显著降低;健康红棕象甲4龄幼虫肠道中细菌的菌落数量显著高于对照组,而且肠道菌群结构组成也发生了明显的变化。【结论】红棕象甲体内胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2能够通过识别细菌并激活肠上皮细胞中相应的免疫信号通路促进抗菌肽基因的表达,从而介导对肠道菌群稳态的调控。     

核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应虫螨腈及辛硫磷胁迫中的作用机制

【目的】本研究旨在揭示昆虫蜕皮激素信号通路上的关键核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾Spodoptera litura响应虫螨腈和辛硫磷胁迫中的作用机制。【方法】使用生物信息学方法鉴定斜纹夜蛾FTZ-F1基因,并进行序列比对及系统发育树构建;将LC₃₀浓度辛硫磷和虫螨腈浸叶处理的桑叶分别喂食斜纹夜蛾3龄幼虫,并分别收集取食药叶后1, 12, 24, 36和48 h时存活的幼虫,使用qRT-PCR技术检测幼虫体内SlFTZ-F1的表达水平;使用RNAi技术沉默SlFTZ-F1基因,并使用qRT-PCR技术检测注射dsRNA后SlFTZ-F1的表达水平;将LC₃₀浓度虫螨腈和辛硫磷浸叶处理的桑叶分别喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,喂食后24和48 h统计斜纹夜蛾幼虫死亡率;选取8个斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶(SlGST)基因,使用qRT-PCR技术检测沉默了SlFTZ-F1基因的斜纹夜蛾幼虫这些SlGST基因的表达水平。【结果】斜纹夜蛾SlFTZ-F1开放阅读框长1 665 bp,编码555个氨基酸,等电点为6.39,理论分子量61.77 kD,SlFTZ-F1具有DNA结合域、FTZ-F1 box及配体结合域;系统发育分析表明,SlFTZ-F1与草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的SfFTZ-F1聚为一个亚分支。与ddH₂O处理的对照相比,LC₃₀浓度虫螨腈处理后1, 24和36 h以及LC₃₀浓度辛硫磷处理后24和36 h,斜纹夜蛾3龄幼虫SlFTZ-F1的表达量均显著上调。与注射dsGFP的对照组相比,斜纹夜蛾幼虫在注射dsSlFTZ-F1后48 h SlFTZ-F1基因的表达量显著下降;分别将LC₃₀浓度虫螨腈和辛硫磷处理的桑叶喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,48 h时与对照组相比斜纹夜蛾幼虫死亡率分别显著升高22%和28%;沉默SlFTZ-F1的斜纹夜蛾幼虫8个SlGST基因的表达量均显著下降。【结论】虫螨腈及辛硫磷显著诱导斜纹夜蛾幼虫SlFTZ-F1基因表达,沉默SlFTZ-F1后斜纹夜蛾幼虫对虫螨腈和辛硫磷的敏感性显著升高,解毒酶SlGST基因的表达受到显著抑制,说明发育相关的转录因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应常用杀虫剂胁迫中发挥了重要作用。     

斜纹夜蛾水通道蛋白1（AQP1）基因的克隆、分子特性和表达分析

水通道蛋白(aquaporin, AQP)是生物体中一种重要的跨膜通道蛋白, 它通过一些中性小分子化合物的运输, 从而参与了昆虫对食物中水分再吸收、抗寒和抗干燥等重要生理机制。为研究斜纹夜蛾中水通道蛋白的基因特征和时空表达特征, 本研究利用同源克隆和RACE技术获得了斜纹夜蛾水通道蛋白1（AQP1）基因的两个转录异构体, 并将其分别命名为SL-AQP1A （GenBank登录号： KC999953）和SL-AQP1B （GenBank登录号： KC999954）,其中SL-AQP1B比SL-AQP1A在推导的编码区5′端连续性缺失81个碱基, 而其他序列完全一致; 同源分析显示推导的SL-AQP1与家蚕为代表的水通道蛋白1具有较高的同源性。拓扑学和三级结构模拟显示其有经典的6个全跨膜结构域、2个半跨膜结构域、2个保守的NPA (asparagine-proline-alanine, 天冬氨酸-脯氨酸-丙氨酸)结构基序及选择性水孔构件ar/R （aromatic arginine, 芳香族精氨酸）。qRT-PCR结果显示, SL-AQP1整体时空表达差异性十分明显, 并且SL-AQP1B的表达量显著高于SL-AQP1A; SL-AQP1在卵期和预蛹期有较高的表达量, 在中肠、马氏管、血淋巴、消化腺中有相对较高的表达量, 暗示其在斜纹夜蛾中存在重要的渗透压调节作用。本文结果为进一步研究水通道蛋白在斜纹夜蛾中的作用提供了一定的分子基础。     

家蝇抗菌肽Attacin-2基因的克隆、序列分析和诱导表达

攻击素(attacin)作为昆虫抗菌肽之一, 在昆虫的先天免疫中起着重要作用。本研究通过家蝇Musca domestica EST序列筛选并结合RACE技术克隆了家蝇的Attacin-2基因(Mdatta2) cDNA序列。其全长819 bp, 包含一个726 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF), 以及42 bp的5′末端非翻译区(5′-UTR)和51 bp的3′末端非翻译区(3′-UTR), 编码241个氨基酸残基, 推导的多肽N端22个氨基酸残基为信号肽序列。同源性分析表明, 其氨基酸序列与嗜凤梨果蝇Drosophila ananassae的Attacin一致性最高(46%)。以邻接法(Neighbor-Joining, NJ)构建的系统关系表明, 家蝇的Attacin-2与其他双翅目昆虫的Attacin起源于共同的祖先, 属于Attain_C超家族。应用实时荧光定量PCR的方法研究家蝇幼虫在受到外源细菌刺激时Mdatta2基因的表达, 结果显示, 在大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus分别刺激后3 h和6 h, 家蝇幼虫Mdatta2表达量出现显著上调。Mdatta2基因在家蝇幼虫体内呈诱导型表达, 表达水平随诱导时间的不同而变化, 提示Mdatta2基因可能在家蝇免疫防御过程中起着重要作用。     

脊尾白虾组织蛋白酶L基因的克隆及其表达分析

根据本实验室构建的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血细胞全长cDNA文库获得的EST序列,利用RACE技术克隆获得脊尾白虾组织蛋白酶L基因的cDNA全长,命名为EcCatL基因.该序列全长1136 bp,包括5'非编码区24 bp,开放阅读框960 bp和3'非编码区152 bp,开放阅读框共编码319个氨基酸,预测相对分子量为35.30×103,理论等电点为5.27.同源性分析表明,脊尾白虾组织蛋白酶LEcCatL氨基酸序列与其它甲壳动物高度保守,与变色小长臂虾(Palaemonetes varians)及北极甜虾(Pandalus borealis) CatL的同源性分别为92％和76％.系统进化分析表明,EcCatL基因氨基酸序列与变色小长臂虾的CatL聚为一支.荧光定量PCR分析结果表明,EcCatL基因在血细胞、鳃、肝胰腺、肌肉、卵巢、肠、胃及眼柄中均有表达,其中肝胰腺中的相对表达量最高.感染鳗弧菌及WSSV后6h和12h,脊尾白虾血细胞和肝胰腺中EcCatL的表达量较对照组均极显著增加(P＜0.01),且具有明显的时间差异性,表明EcCatL基因在脊尾白虾免疫反应中具有重要作用.     

烯啶虫胺、 毒死蜱和高效氯氰菊酯对烟粉虱地中海隐种hsp70 mRNA的诱导表达

为深入理解杀虫剂胁迫对烟粉虱Bemisia tabaci适应逆境能力的影响, 本研究运用实时荧光定量PCR技术测定了LC₂₅, LC₅₀和LC₇₅ 3种浓度的烯啶虫胺、 毒死蜱和高效氯氰菊酯分别处理对烟粉虱地中海隐种B. tabaci Mediterranean成虫体内热激蛋白hsp70表达水平的影响。结果表明： 在低温（15℃）条件下, LC₅₀和LC₇₅的烯啶虫胺、 毒死蜱、 高效氯氰菊酯可显著诱导烟粉虱地中海隐种hsp70的表达量增加, 此后随时间延长hsp70表达量逐渐下降, 到72 h时恢复到对照水平, 但LC₂₅的3种杀虫剂对hsp70的表达无明显影响; 在常温（25℃）下, 较高浓度（LC₅₀和LC₇₅）的烯啶虫胺、 毒死蜱和高效氯氰菊酯处理24 h同样可促进hsp70表达量的增加, 然后hsp70表达量逐渐下降, 到72 h时恢复至正常水平, 但低浓度(LC₂₅)的3种药剂处理后hsp70表达量随时间延长而增加, 到72 h时达到最高; 在高温（32℃）条件下, LC₂₅和LC₅₀的烯啶虫胺、 毒死蜱和高效氯氰菊酯处理24 h可显著增强hsp70的表达水平, 此后随时间的延长hsp70表达恢复至正常水平。杀虫药剂诱导的hsp70表达量增加增强了烟粉虱地中海隐种对杀虫药剂和高温的耐受能力, 这可能是导致其在我国快速扩张的原因之一。     

性信息素对斜纹夜蛾雄蛾嗅觉相关基因 abp,pbp 和 or 表达的影响

【目的】信息素是个体之间传递信息的重要分子,研究性信息素对斜纹夜蛾 Spodoptera litura 嗅觉相关基因表达的影响对于增加性信息素作用机理的认识及其应用有重要的意义。【方法】本研究通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术探究在性信息素刺激处理条件下,斜纹夜蛾成虫嗅觉相关基因 abp, pbp 和 or 表达水平的变化;利用性信息素在田间诱捕斜纹夜蛾雄蛾,并通过自动计数器记录每小时诱虫量,从而间接显示其交配行为的节律性。【结果】斜纹夜蛾雄虫触角中嗅觉相关基因abp, pbp 和 or 的表达具有节律特性。经性信息素化合物(Z9, Z11-14:OAc+Z9, Z12-14:OAc)刺激处理后,abp, pbp 和 or 表达量也发生了显著的改变。通过记录田间性信息素诱捕器在一天中不同时间段内诱捕的雄蛾数量,发现诱捕到的斜纹夜蛾也具有节律特性。【结论】基因表达水平上的节律特性可能与雄虫交配活动的节律相关联,说明性信息素处理也在一定程度上改变了其节律及其对性信息素的神经反应。这一结果也首次从基因水平证明性信息素的刺激处理提高了周缘神经系统对性信息素反应的敏感性,有助于我们理解性信息素作用的分子机理,对迷向及性诱和测报应用具有指导意义。     

正常猕猴与树鼩神经系统和免疫系统组织中大麻素与阿片受体的表达

为应用猕猴和树鼩动物模型研究毒品成瘾对神经/免疫系统的影响提供基础数据,对大麻素及阿片受体在正常猕猴和树鼩神经系统和免疫系统的表达进行初步确定.采集正常猕猴和树鼩新鲜组织(皮质、小脑、脑干、海马、脊髓、脾脏),应用半定量逆转录PCR和实时定量PCR的方法检测大麻素与阿片受体mRNA在猕猴和树鼩各组织中的表达情况.猕猴脑部各区包括脾脏均表达大麻索受体1(CNR1),而大麻素受体2(CNR2)只表达于脾脏内.三类阿片受体中,mu(μ)受体表达最为广泛,在以上各组织中均有表达;delta(δ)受体表达的组织最少,只在海马表达;kappa(κ)受体表达介于两者之间,分别在皮质、小脑、脑干、脊髓中表达.在树鼩组织中,CNR1和CNR2表达于整个大脑重要脑区中,且CNR1表达量高于同一区域内CNR2表达的鼍:脾脏中CNR2的表达较高,而CNR1不表达.三类阿片受体只有检测到μ受体在脑部与脾脏表达,且在各个脑区的表达量明显高于脾脏的表达量;δ体和κ受体在被检各个组织中均无表达.总体而言,两种大麻素受体在猕猴和树鼩体内表达情况与人类和鼠的情况类似,而三类阿片受体在猕猴体内表达情况与人类吏为接近.猕猴和树鼩可能可用于人类毒品成瘾的研究;猕猴在某些神经受体的表达更接近人类,其在研究毒品成瘾的机理和对免疫系统的影响方面仍有不可替代的地位.     

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。     

灰飞虱热激蛋白Hsp90基因的克隆、序列分析与表达模式

【目的】灰飞虱Laodelphax striatellus (Fallén)是水稻上的重要害虫,它严重影响了水稻的产量和品质,特别由其传播的水稻条纹叶枯病毒对水稻的危害甚至更为严重。灰飞虱分布广,对环境有很强的适应性。本研究旨在探讨灰飞虱对温度胁迫适应的分子机制进行了初步的探讨。【方法】本研究采用RT-PCR与RACE技术克隆了热激蛋白Hsp90基因的全长,利用各种生物信息方法分析了该热激蛋白的特征,实时荧光定量PCR技术用于研究Hsp90基因在不同生长发育阶段和不同温度条件下表达变化规律。【结果】我们获得一条Hsp90 基因的cDNA全长序列,命名为LsHsp90（GenBank登录号为KF660250）。 LsHsp90全长为2 740 bp,编码729个氨基酸,等电点为5.0,分子量为83.7 kDa。氨基酸序列中含有 Hsp90蛋白家族的5个签名序列及胞质特征序列 MEEVD。结构预测表明LsHsp90具有Hsp90蛋白家族典型的结构特征。系统进化关系分析表明它与多种昆虫的Hsp90序列有较高的同源性。不同发育阶段的灰飞虱体内LsHsp90表达水平处于动态的变化过程中,并在4龄若虫期达到最大值,最低表达量在其雌成虫阶段。不同性别的灰飞虱成虫体内LsHsp90表达量有显著差异（P =0.008）。高温和低温胁迫都可以诱导灰飞虱体内LsHsp90的表达,最大的表达量分别在 40℃和-9℃。在40℃下处理不同时间后发现,LsHsp90的表达水平在处理后0.5 h时最高,但随着时间的延长,LsHsp90的表达水平逐渐降低。而在-4℃下,LsHsp90的表达水平在处理后1 h时达到最大值。【结论】灰飞虱体内的LsHsp90可以响应温度的诱导,它可能在灰飞虱温度胁迫适应过程中起到重要的作用。     

斜纹夜蛾蜕皮激素受体与超气门蛋白的原核表达及活性检测

双酰基肼类杀虫剂模拟天然蜕皮激素作用影响幼虫蜕皮。昆虫蜕皮激素受体的高度敏感性和专一性要求必须建立新的杀虫活性检测技术, 以适应快速准确和大批量筛选的要求。本研究采用RT-PCR技术, 获取斜纹夜蛾Spodoptera litura蜕皮激素受体（EcR）与超气门蛋白（USP）功能域目的基因, 构建EcR、 USP功能区基因原核表达载体（pEHISEGFPTEV-EcR_cde和pEHISEGFPTEV-USP_cde）。载体经诱导表达和蛋白纯化, 获得EcR和USP功能区纯化蛋白。在蛋白浓度l mg/mL, ³H-PonA终浓度8 nmol/L的条件下, 采用放射性配基受体结合分析测定了4种药剂（虫酰肼、 呋喃虫酰肼、 抑食肼和灭幼脲）不同浓度下的放射性比活的变化。结果显示： 随着药剂浓度的逐渐增大, 前3种药剂的放射性比活都有不同程度的降低, 其中虫酰肼的放射性比活降低程度最大, 其次是呋喃虫酰肼和抑食肼, 灭幼脲的放射性比活基本无变化。这些结果表明相同条件下虫酰肼比呋喃虫酰肼和抑食肼有更高的杀虫活力, 本研究的方法可对双酰基肼类杀虫剂或者先导化合物进行初步筛选。