桃蛀螟成虫Orco嗅觉受体基因的克隆及组织表达谱分析

【目的】克隆桃蛀螟Conogethes punctiferalis (Guenée)的Orco嗅觉受体基因, 并研究其在不同组织的表达谱。【方法】利用PCR技术克隆桃蛀螟触角Orco基因, 对该基因编码的氨基酸序列进行生物信息学分析, 并利用荧光定量PCR技术分析该基因在的表达量。【结果】获得桃蛀螟成虫Orco的cDNA全长序列, 并命名为CpunOrco（GenBank登录号： JX101681）。该基因的开放阅读框全长1 425 bp, 编码475个氨基酸, 序列中有7个跨膜区。对桃蛀螟成虫不同组织中CpunOrco的荧光定量PCR结果表明, CpunOrco主要在触角和下颚须中表达, 雄虫触角中的表达量高于雌虫, 并且该基因在其他组织中也有一定的表达。【结论】本研究明确了该嗅觉受体基因在桃蛀螟成虫不同组织内的表达水平, 为进一步研究其功能提供了理论依据。     

棉铃虫齿唇姬蜂嗅觉受体基因 CchlOrco 的克隆及组织表达谱分析

【目的】昆虫的嗅觉受体（olfactory receptors, ORs）一般以气味分子特异的ORs与共受体（ co-Receptor, Orco）通过形成异质二聚体在嗅觉感受中发挥关键作用,其中Orco由于具有序列的保守性而受到广泛的重视。本研究旨在克隆棉铃虫齿唇姬蜂 Campoletis chlorideae 的Orco基因,并对其组织表达谱进行分析。【方法】利用RT-PCR技术和转录组分析技术克隆棉铃虫齿唇姬蜂的Orco基因,并对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析;利用Real-time PCR技术对该基因在该蜂成虫不同组织中的表达量进行分析。【结果】获得了棉铃虫齿唇姬蜂 Orco 的全长cDNA序列,命名为 CchlOrco（GenBank登录号：KP255444）。序列分析表明, 该基因开放阅读框全长1 437 bp,编码478个氨基酸,预测该氨基酸序列具有7个跨膜区。CchlOrco 主要在成虫触角中表达,且在雄蜂触角中的表达量最高,是雌蜂触角中表达量的8.0倍,而在其他组织中表达量极低。【结论】本研究克隆了棉铃虫齿唇姬蜂 CchlOrco 序列全长,明确了其在成虫不同组织中的表达水平,为进一步研究该基因及其他嗅觉受体基因功能奠定了基础。     

棉铃虫嗅觉受体基因的克隆及组织特异性表达

昆虫嗅觉受体是一个高度变异的蛋白家族,但是其中一类嗅觉受体很特殊,它们在不同昆虫体内高度保守。该文作者从棉铃虫Helicoverpa armigera体内克隆得到了这类受体基因,命名为ORHarm。ORHarm编码473个氨基酸残基,序列中有7个跨膜区,是典型的G蛋白偶联的受体。ORHarm与已经报道的昆虫同类嗅觉受体的同源性在60％以上,与近缘种烟芽夜蛾Heliothis virescens嗅觉受体的同源性高达99.4％。半定量RT-PCR研究表明,ORHarm主要在棉铃虫成虫触角中表达,在喙中也有表达,但表达量较低,在成虫其他的部位不表达;在棉铃虫发育的各个时期,如卵、幼虫、蛹和成虫体内,也都有表达。ORHarm不仅在感受挥发性气味物质的过程中起着重要的作用,而且也参与液态化学刺激的识别过程。     

异色瓢虫气味结合蛋白基因HaxyOBP1和HaxyOBP6的克隆及表达谱分析

【目的】本研究旨在探索异色瓢虫Harmonia axyridis气味结合蛋白的结构和分布,更好地了解气味结合蛋白在异色瓢虫嗅觉系统中的作用。【方法】利用生物信息学方法克隆异色瓢虫2个气味结合蛋白基因序列并对其蛋白结构进行分析;通过实时荧光定量PCR分析克隆获得的这2个基因在异色瓢虫各个发育阶段和成虫不同组织中的表达水平。【结果】本研究成功克隆得到异色瓢虫两个气味结合蛋白基因HaxyOBP1和HaxyOBP6(GenBank登录号分别为MG757923和MG757927)。HaxyOBP1开放阅读框全长447 bp,编码148个氨基酸,具有6个保守的半胱氨酸,表明HaxyOBP1属于Classic OBPs。HaxyOBP1在异色瓢虫各发育阶段均有表达,在雄性成虫中表达量最高;组织表达谱分析表明HaxyOBP1在雄虫头部表达量最高。HaxyOBP6开放阅读框全长414 bp,编码137个氨基酸,具有4个保守的半胱氨酸,表明HaxyOBP6属于Minus-C OBPs。HaxyOBP6在成虫期的表达量明显高于幼虫阶段,并且在雄成虫中的表达量显著高于雌成虫;组织表达谱分析表明HaxyOBP6在雄成虫头部和雌成虫翅中表达量最高。【结论】本研究克隆得到异色瓢虫两个气味结合蛋白基因,表达谱分析表明HaxyOBP1和HaxyOBP6分别在异色瓢虫成虫头和翅中具有较高的表达水平,说明气味结合蛋白基因可能在异色瓢虫非嗅觉组织中同样具有重要作用。本研究结果为深入研究异色瓢虫气味结合蛋白结构和功能奠定了基础。     

烟夜蛾精氨酸激酶基因的克隆及mRNA表达分析

为了深入了解精氨酸激酶基因的作用和寻求害虫防治新的分子靶标, 本研究采用RT-PCR和RACE技术, 从烟夜蛾Helicoverpa assulta脂肪体中克隆了精氨酸激酶cDNA序列, 命名为HassAK（GenBank登录号: HQ336337）, 并采用荧光定量PCR测定了HassAK基因在不同发育阶段（4龄幼虫第1天到化蛹第1天）、 不同组织（头部、 中肠、 脂肪体、 体壁和腹足）和不同温度条件下的表达情况。测序和序列分析结果表明, HassAK基因阅读框架全长1 068 bp, 编码355个氨基酸残基, 预测蛋白质分子量和等电点分别为40.0 kD和5.76。氨基酸序列分析表明, 该序列具有精氨酸激酶典型的酶活性部位、 酶活性中心位点和能形成离子偶结构的保守区。序列比对结果表明, HassAK与其他昆虫AK的氨基酸序列具有70%以上的一致性。荧光定量分析结果显示, HassAK基因在幼虫头部、 中肠、 脂肪体、 体壁和腹足均可表达, 其中以腹足和中肠内的表达水平较高。时序表达分析表明, 预蛹期HassAK基因的表达量达到高峰。此外, 高温和低温均诱导HassAK基因的表达, 说明该基因可能参与昆虫抵御外界不良环境。     

草鱼瘦素受体基因片段序列的克隆及其组织表达分析

根据斑马鱼、大西洋鲑和人等物种巴知的瘦素受体基因核苷酸保守区序列设计一对简并引物,通过RT-PCR法从草鱼肝胰脏中首次克隆获得草鱼瘦素受体基因的片段序列.该片段序列长713 bp,编码237个氨基酸,氨基酸序列分析表明草鱼瘦素受体基因片段氨基酸序列与其他物种的相似性在35％ -86％之间.通过邻接法(Neighbor Joining,NJ)构建系统进化树显示,鱼类的瘦素受体独立聚成一支,草鱼与金鱼、斑马鱼聚成一支,再与日本青鳉、黑点青鳉、红鳍东方鲀和大西洋鲑聚成一支.通过实时荧光定量PCR分析草鱼瘦素受体基因的组织差异表达,结果表明,草鱼瘦素受体基因在肝胰脏、肌肉、脑、心脏、脾和肠系膜脂肪组织中均有表达,其中在脾脏组织中表达量最多,显著高于其他组织(P＜0.05),其次是心脏、脑、肌肉和肠系膜脂肪组织,在肝胰脏组织中表达量最低,且显著低于其他组织(P＜0.05).     

斜纹夜蛾嗅觉受体基因Ⅱ的表达谱分析

气味调控斜纹夜蛾Spodoptera litura的觅食、 交配和产卵等行为, 而嗅觉受体（olfactory receptor, OR）作为气味的直接受体, 是嗅觉神经信号产生的起点, 是嗅觉信息的编码及信号的传递通路的重要组成部分。本研究通过RT-PCR和Western blot技术, 对斜纹夜蛾嗅觉受体基因Ⅱ（Spodoptera litura olfactory receptor gene Ⅱ, SlitOR2）（GenBank登录号： DQ845292）的组织特异性和不同发育阶段表达情况进行分析鉴定。半定量RT-PCR研究结果表明, SlitOR2主要在成虫期的触角中表达, 其他部位和发育期未检测到表达。Western blot鉴定结果表明SlitOR2主要在成虫触角表达, 与半定量RT-PCR结果基本一致。但在成虫足、 头和中期蛹中也看到有微量蛋白表达。可能是与目的蛋白大小类似的其他非特异性蛋白条带, 也可能是该蛋白在成虫足部、 头部和中期蛹中有微量表达, 因为足部的跗节和头部的口喙也分布有少量的嗅觉感器。目的条带单一清晰, 表明制备的多肽抗体特异性较好, 可以用于后续相关实验。     

桔小实蝇肌球蛋白轻链2基因的克隆及表达分析

肌球蛋白轻链在生物的运动过程中具有重要作用, 本研究利用RT-PCR和RACE技术获得了桔小实蝇Bactrocera dorsalis （Hendel）肌球蛋白轻链2 (myosin light chain 2, MLC2)的cDNA全长序列, 命名为BdorMLC2。测序结果表明, BdorMLC2开放阅读框全长669 bp, 编码222个氨基酸残基。在线软件SMART分析显示, BdorMLC2具有2个Ca²⁺结合基序（EFh）结构域, 可以结合Ca²⁺, 属于肌钙蛋白C超家族成员。氨基酸序列比对表明, BdorMLC2与其他昆虫的肌球蛋白具有较高的序列一致性, 其中与黑腹果蝇Drosophila melanogaster MLC2的序列一致性高达93.2%。BdorMLC2在不同组织和时期的荧光定量PCR分析表明, BdorMLC2在桔小实蝇雄虫胸部的含量最高, 在前足、中足、后足和翅中也有较高的表达; BdorMLC2几乎在桔小实蝇发育的各个时期都有表达, 刚羽化成虫的表达量显著高于其他发育阶段。结果提示, BdorMLC2可能与桔小实蝇的肌肉收缩运动密切相关。本研究为深入研究桔小实蝇肌球蛋白的功能提供了理论依据。     

中华蜜蜂嗅觉受体AcerOrco的表达及定位分析

【目的】通过对中华蜜蜂Apis cerana cerana嗅觉受体AcerOrco的表达及蛋白定位分析,阐明AcerOrco的表达特性,以期为进一步探索其功能提供理论依据。【方法】分别通过qRT-PCR技术和Western blot技术对中华蜜蜂气味受体AcerOrco mRNA及蛋白在内勤蜂和采集蜂5个组织部位(触角、头、胸、腹和足)中的相对表达量进行分析,采用免疫组化技术对AcerOrco蛋白的表达进行定位分析。【结果】定量结果显示,AcerOrco转录本在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,其中触角中的表达量最高;该基因在采集蜂各组织中的表达量普遍高于内勤蜂。AcerOrco受体蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中也均有表达,在触角和头部的表达量明显高于其他组织。定位结果显示,在内勤蜂触角中,AcerOrco主要在毛形感器中表达,板形感器中表达不明显;在采集蜂触角的板形感器和毛形感器中均有表达,但毛形感器中的表达更多一些。【结论】获得了AcerOrco mRNA及其蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中的表达特性,并将这一蛋白表达定位于工蜂触角的毛形感器和板形感器中。     

棉铃虫普通气味受体基因HarmOR9和HarmOR29的克隆和组织表达分析

【目的】对棉铃虫Helicoverpa armigera 2个普通气味受体基因的cDNA全长进行分析,明确这两个普通气味受体基因在不同组织中的表达分布,为进一步的功能研究奠定基础。【方法】利用PCR结合RACE技术克隆棉铃虫两条普通气味受体基因的cDNA全长;利用不同的生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化树分析;利用半定量RT-PCR检测其在棉铃虫成虫不同组织中的表达。【结果】获得两条棉铃虫气味受体基因的全长序列,并命名为HarmOR9和HarmOR29（GenBank登录号分别为KJ188252和KJ188253）。序列分析显示,HarmOR9全长1 206 bp,编码401个氨基酸;HarmOR29全长1 188 bp,编码395个氨基酸。选择已报道的鳞翅目昆虫烟青虫Heliothis assulta、家蚕Bombyx mori、烟芽夜蛾Heliothis virescens和棉铃虫的气味受体与本实验克隆得到的两个气味受体基因的编码产物进行序列比对和进化树分析,结果显示这两个气味受体与性信息素受体区别明显,并与其他普通气味受体聚类在一起。半定量RT-PCR的结果显示HarmOR9与HarmOR29都主要在触角中高表达且无雌雄间差异,HarmOR29在其他组织中均不表达;而HarmOR9在雄虫下唇须中有微量表达,在其他组织中均不表达。【结论】本研究从棉铃虫中克隆得到2个气味受体基因HarmOR9和HarmOR29的cDNA全长,其编码产物具有气味受体的典型特征并且属于普通气味受体。明确了这两个气味受体基因都在棉铃虫成虫的触角中高表达,且无雌雄差异,推测其可能参与了棉铃虫普通气味的识别过程。     

Polymorphic microsatellite markers in the Melon Fruit Fly, Bactrocera cucurbitae (Coquillett) (Diptera: Tephritidae)

Bactrocera cucurbitae (Coquillett) is an important insect pest of melon fruit causing extensive losses of production in Asia and Pacific areas. Twelve polymorphic microsatellite loci were isolated from an enriched DNA library of this species and their amplification characteristics are described. Genetic parameters were estimated on 80 individual flies from four natural populations. Allele numbers per locus ranged from three to 20. These microsatellite markers have potential utility in population structure and gene flow studies of B. cucurbitae.     

瓜实蝇卵巢的发育阶段及分级

瓜实蝇是热带和亚热带地区最重要的经济害虫之一。本研究拟对卵巢发育进行分级,以判断田间捕获的瓜实蝇是否达到性成熟。室内饲养瓜实蝇成虫,对开始羽化至羽化后80 d的不同日龄成虫卵巢进行解剖,并记录了卵巢长度、卵巢宽度、卵巢指数（卵巢长度＆#215;卵巢宽度）和所含卵粒数。将瓜实蝇卵巢发育过程分为4期6个级别,分别为卵黄发生前期（Ⅰ级和Ⅱ级）、卵黄发生期（Ⅲ级和Ⅳ级）、抱卵期（Ⅴ级）、经产期（Ⅵ级）。随着卵巢的发育,Ⅰ～Ⅴ级卵巢长度和宽度迅速增长,卵巢发育成熟开始产卵以后,Ⅵ级卵巢长度和宽度逐渐减小。Ⅰ级和Ⅱ级卵巢长度与宽度大致相等,以后各期卵巢长度均大于宽度。Ⅲ级和Ⅳ级可见清晰的卵室,卵母细胞迅速增长,卵黄逐渐沉积。Ⅴ级可见清晰的卵粒,整个卵巢呈圆柱状。Ⅵ级开始排出卵子,所含卵粒数显著少于Ⅴ级;虽然此级卵巢长度大于Ⅳ级,但卵巢宽度、卵巢指数与Ⅳ级基本一致;Ⅵ级卵巢可见黄体,可结合黄体判定卵巢所处发育级别。本研究对评估粘虫板捕获的瓜实蝇雌虫生理日龄结构有潜在应用价值。     

Toxicity of gallic acid to melon fruit fly,Bactrocera cucurbitae (Coquillett) (Diptera: Tephritidae)

Melon fruit fly, Bactrocera cucurbitae (Coquillett) is an important pest of cucurbits and other vegetable crops. It is not only a serious pest of cucurbit crops but sometimes also attacks non-host plants. In an endeavour to explore secondary metabolites as important and safe means of pest management, we investigated the effects of gallic acid, a phenolic compound, on the growth and development of melon fruit fly, B. cucurbitae. Larval survival and emergence were severely affected by gallic acid treatment. Both decreased in a concentration dependent manner with increase in concentration. Gallic acid-treated larvae took longer duration to pupate and reach the adult stage as compared to control larvae. Inhibitory effects of gallic acid were also observed on larval weight, pupal weight, mean relative growth rate and food assimilated which decreased with treatment. The ability of gallic acid to disrupt the development of B. cucurbitae suggests that the phenolic compound might have caused oxidative stress in the body of the insect.     

Competitive Interactions between Immature Stages of Bactrocera cucurbitae (Coquillett) and Bactrocera tau (Walker) (Diptera: Tephritidae) under Laboratory Conditions

The melon fly, Bactrocera cucurbitae (Coquillett), and the pumpkin fly, Bactrocera tau (Walker), are economically important pests that attack mainly cucurbitacean fruits. The two fruit fly species have similar natural distributions, host ranges, and population growth capacities. This study was designed to assess the asymmetrical competitions through resource exploitation between the larvae of B. cucurbitae and B. tau at different density levels and temperatures, and on different hosts by comparing the relative effects of interspecific and intraspecific interactions on four life history parameters: survival rate, puparial mass, puparial duration, and developmental duration. Our results showed that intraspecific and interspecific competitions occurred under some laboratory conditions, and B. cucurbitae took advantage over B. tau at the high-density level and at low and high temperatures on pumpkin, bitter gourd, and bottle gourd when interspecific competition took place. Intraspecific and interspecific competitions mainly affected the puparial mass and the survival rate of the two fruit fly species but had no marked effect on the puparial duration or development duration.     

桔小实蝇V-ATPase G亚基基因的克隆及组织表达特异性分析

空泡型ATP酶（vacuolar-type H⁺-ATPase, V-ATPase）作为质子泵几乎在所有的真核生物细胞中发挥重要作用。本研究利用RT-PCR和RACE技术获得了桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)V-ATPase G亚基序列全长, 命名为BdorATPG。测序结果表明, BdorATPG阅读框全长354 bp, 编码117个氨基酸。氨基酸序列比对表明, BdorATPG的N端序列与其他物种的ATPG亚基对应区域具有较高的序列一致性。BdorATPG与拟暗果蝇Drosophila pseudoobscura ATPG亚基的氨基酸序列一致性最高, 为88.9%。三维结构模建结果表明, BdorATPG N端（第1~59位氨基酸）序列为α-螺旋结构, 亲水性和疏水性氨基酸在螺旋两侧呈对称分布。BdorATPG在不同组织中的荧光定量PCR分析表明, BdorATPG在各组织中都有表达, 其中在触角中的表达量最高; 在雄虫生殖节中的表达量是雌虫中的6.04倍。结果提示BdorATPG可能在雄虫生殖生理过程中发挥重要作用。     

Population genetic structure of the melon fly, Bactrocera cucurbitae (Coquillett) (Diptera: Tephritidae) based on mitochondrial cytochrome oxidase (COI) gene sequences

Population genetic structure of melon fly analysed with mitochondrial cytochrome oxidase I gene suggested that melon fly populations across the globe is homogeneous with non-significant variation of 0.000-0.003 base substitutions per site. Test isolates representing various geographic situations across the world were placed in 26 mitochondrial haplotypes based on variations associated with a maximum of three mutational steps and the predominant haplotype i.e. H1 was present in all melon fly populations except Hawaiian population. Evolution of mtCOI gene suggested that the fly could have originated some 0.4 million years ago. The present study also indicated that the B. cucurbitae population expansion is an event of post Pleistocene warm climatic conditions with small number of founder population. The invasion of B. cucurbitae in Hawaii was associated with the large population size and the global presence of the fly is associated with human mediated dispersal. The very low genetic variation suggested that the fly management might be possible by large scale sterile insect techniques programme.     

Male courtship song in circadian rhythm mutants of Bactrocera cucurbitae (Tephritidae: Diptera)

Pulse train intervals (PTI) of courtship song were differentiated between circadian clock mutants of the melon fly, Bactrocera cucurbitae (Coquillett) (Tephritidae: Diptera). We analysed the male mating song of B. cucurbitae flies of two mutant strains that differed in circadian locomotor rhythm by a LabVIEW programming system. Flies with a short circadian rhythm (S-strain) had shorter PTI than those with a long circadian rhythm (L-strain) in the two age groups tested, young and old. Young flies showed longer PTI than old flies, but no interaction between strain and age was found in PTI. There was a significant interaction between strain and age for pulse train duration (PTD), whereas no stable difference was found in PTD between S- and L-strains. These results suggest a positive correlation between the length of the circadian locomotor rhythm and PTI of courtship song sounds in B. cucurbitae.     

菲律宾实蝇生物学特性研究

菲律宾实蝇Bactrocera (Bactrocera) philippinensis (Drew & Hancock)是重要的检疫性有害生物, 严重危害芒果Mangifera indica L.、木瓜Carica papaya L.和菠萝蜜Artocarpus heterophyllus Lam.等水果。本文在室内实验条件下对菲律宾实蝇生物学特性进行了较为系统的研究。结果表明: 菲律宾实蝇在6~18 h羽化率达93.93%。成虫活动、寿命、交配和产卵与温度、光照密切相关。补充营养能显著延长成虫寿命。菲律宾实蝇生长、发育和繁殖的适宜温度为25~30℃。25℃和30℃时平均产卵量分别为627.35粒和652.57粒。发育起点温度和世代有效积温分别为14.31℃和450.43日·度。温度与发育历期呈显著的负相关（r=-0.9005）。本研究为菲律宾实蝇的检疫处理和田间防治技术研究提供了重要的基础资料。