利用核辐射防治害虫

<正> 利用核辐射带电粒子如质子、电子或不带电粒子如X射线、γ射线、中子,在一定辐照剂量范围内处理害虫,均能导致不育,或者发生遗传变异,或者死亡。人们就利用昆虫的这些生理效应来防治害虫。 一、基本理原 用适宜剂量辐照昆虫,可以引起蛋白质及核蛋白质分子水平上的改变,抑制核糖核酸和脱氧核糖核酸的代谢,同时,射线还可以引起生殖细胞中染色体易位,使受辐照的昆虫部分不育,而这种不育可以遗传到下一代(F_1),使F_1代更不育,这种辐照剂量称为半不育剂量。高于     

非生物胁迫影响水稻颖花育性机理的研究进展

本文从颖花发育的形态学和生理学角度,综述了水稻穗分化期至抽穗开花期非生物胁迫导致颖花不育的机理,旨在揭示非生物胁迫导致水稻颖花败育的关键过程及其内在联系.颖花是否可育主要与绒毡层细胞行为、花药开裂与散粉、花粉萌发、受精4个关键过程有关,胁迫通过影响这些关键过程,导致颖花不育.花药发育早期异常变化影响生殖细胞发育与授粉作用.可以通过喷施外源物质或增施硅肥等方法减缓非生物胁迫对颖花育性的伤害.今后需要加强交叉胁迫对颖花育性的影响、不同胁迫对花器官形态结构和生理特性的影响、不同水稻品种对胁迫的响应差异,以及胁迫影响花器官发育的分子生物学机制等方面的研究.     

植物雄性不育的遗传与应用

所谓植物雄性不育 (male sterility)是指植物体中雄蕊发育由于受到某些内、外因素的影响而发育不正常 ,无有效花粉形成 ,但这种影响对雌蕊发育的影响很小或无影响 ,雌蕊能正常发育和正常受精的 1种不育现象 ,在植物界是很普遍的。据 Kaul报道 ,已经在 4 3科 ,16 2属 ,32 0个种或种间杂种中发现雄性不育。1　植物雄性不育的遗传基础植物雄性不育根据其是否遗传可分为遗传性不育和非遗传性不育。前者是指其雄性不育特性可以在世代间传递 ,是由遗传物质控制的 ;后者是指由于外界环境条件的变化 ,雄蕊发育受阻 ,而导致花药发育不正常所形成的雄…     

植物源活性物质对昆虫生殖的干扰作用

昆虫的繁盛与其强大的生殖能力密切相关,而环境友好的植物源活性物质是可持续的害虫防治方法之一,能够通过多种作用机制影响昆虫的生殖发育。本文从昆虫生殖行为、生长发育、生殖细胞或器官、生殖地位与性比、共生微生物等方面,综述了植物源活性物质对昆虫生殖干扰机理的研究进展及相关的应用情况,以期为昆虫生殖发育干扰的进一步研究与害虫综合防控技术的研发提供参考。     

昆虫种群的遗传调控

昆虫种群的遗传调控是利用昆虫自身生长发育的关键基因,采用性别控制开关,通过遗传转化使雄虫成为携带导致后代雌虫发育异常或雌性不育的遗传控制复合体（性别开关元件和靶标基因的复合体）．昆虫种群遗传调控是一种基于不育技术的昆虫种群控制系统,具有种类特异、环境友好和便捷高效等特点．目前为止,已经由早期的通过辐射不育方法发展到释放携带显性致死基因昆虫的方法,并在多种昆虫中获得成功．本文综述了昆虫种群遗传调控的发展历程,介绍了昆虫种群遗传调控相关的理论与方法,包括特异的调控元件、致死或缺陷基因和遗传转化体系的应用,并列举了几种昆虫种群遗传调控的实例,最后对于昆虫种群遗传调控系统中存在的问题以及可能的发展方向进行了展望．     

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育材料1665花药败育的细胞学研究

采用石蜡切片方法,对甘蓝型油菜隐性上位互作核不育材料1665的可育株与不育株花药进行细胞学观察.结果显示:(1)不育株花药在花粉母细胞减数分裂时期出现异常,部分花粉母细胞细胞分裂相不均等分裂或分裂异常.导致部分四分体形状异常.(2)不育株绒毡层细胞在四分体时期开始生长膨大,单核花粉时期出现液泡化和巨型化,侵占药室,使得小孢子不能正常释放或无法继续发育;部分释放出的小孢子未及时形成花粉壁,阻碍花粉继续发育.不能发育形成二核期和三核期花粉,导致花药败育.     

原始生殖细胞发生的机制

生殖细胞的发生是发育和遗传的基础。在几乎所有哺乳动物中,原始生殖细胞(primordial germ cell,PGC)均由近端上胚层体细胞在周边细胞特定的信号诱导下特化而成。目前的研究已经发现一些与生殖细胞特化有关的信号分子和关键转录调控元件,以及特化后生殖细胞获得的与体细胞不同的生物特性。生殖细胞的特化是一个结合了体细胞发育程序的抑制、细胞多能性程序的启动和全基因组表观遗传重编程三个方面的动态的复杂过程。多能性干细胞(胚胎干细胞或诱导型多能干细胞)具有发育全能性,能分化为机体任何一种细胞类型,包括生殖细胞。利用多能性干细胞体外分化形成生殖细胞有助于深入系统地研究配子发生的调控机制,为干细胞在不育症治疗方面的应用带来新希望。     

原始生殖细胞发生的机制

生殖细胞的发生是发育和遗传的基础。在几乎所有哺乳动物中,原始生殖细胞（primordial germ cell,PGC）均由近端上胚层体细胞在周边细胞特定的信号诱导下特化而成。目前的研究已经发现一些与生殖细胞特化有关的信号分子和关键转录调控元件,以及特化后生殖细胞获得的与体细胞不同的生物特性。生殖细胞的特化是一个结合了体细胞发育程序的抑制、细胞多能性程序的启动和全基因组表观遗传重编程三个方面的动态的复杂过程。多能性干细胞（胚胎干细胞或诱导型多能干细胞）具有发育全能性,能分化为机体任何一种细胞类型,包括生殖细胞。利用多能性干细胞体外分化形成生殖细胞有助于深入系统地研究配子发生的调控机制,为干细胞在不育症治疗方面的应用带来新希望。     

5个生物学易混概念辨析

1 单性生殖与单性结实 单性生殖是由有性生殖细胞（未受精的卵细胞或精子）直接发育而成,属有性生殖中的单性生殖。单性结实是由于雌蕊不能产生正常的生殖细胞或没有受粉使子房发育为无籽果实叫单性结实。     

SOX转录因子家族在生殖细胞命运决定中的调控作用

SOX(SRY-related HMG-box)是一类含有HMG box DNA结合结构域的转录因子,自第一个SOX成员—性别决定基因SRY发现以来,先后共发现了20个成员。SOX不仅在胚胎发育、组织自稳态、神经发育、视网膜发育、骨组织形成等方面发挥重要调控功能,而且在生殖细胞的发生、分化和成熟等过程中也有重要的调控作用,如SOX17能调控胚胎干细胞向生殖细胞分化的过程中,使胚胎干细胞在体外可以诱导形成生殖细胞,为解决人类的不育问题带来了曙光。该文对近年来SOX家族在生殖细胞发育和命运决定方面的研究进展情况作一简述。     

油菜雄性核不育系及其等位可育系小孢子发育过程的比较研究

用Olympus BH2型光学显微镜对甘蓝型油菜单显性核不育系(GMS)及其等位可育系小孢子发育过程进行解剖学观察,发现在正常小孢子发育过程中,绒毡层在小孢子发育的四分体前后开始解体,为小孢子继续发育提供营养,而不育系小孢子的败育在减数分裂前就已经发生,并且不能形成四分体,小孢子逐渐解体,且小孢子解体在绒毡层解体之前发生,最后花药成为干瘪的空壳,导致不育。     

我国昆虫毒理学五十年来的研究进展

昆虫毒理学是植物保护、卫生保健及新杀虫剂的研究与开发等的理论基础。1949－1978年我国曾对杀虫剂和毒理学进行了大量研究,如生物性杀虫剂的开发与使用,害虫抗药性,杀虫剂的构效关系,环境因素对杀虫药剂作用的影响以及昆虫不育剂的探索等,其研究成就已有了详细的介绍[1]。本文仅就1979年以来,国内昆虫毒理学的研究进展从三个方面进行论述。五杀虫药剂分子毒理学研究杀虫剂进入昆虫体内后,抑制了靶酶正常的生理功能,或作用于神经轴突阻断了神经传导或产生毒素而导致昆虫死亡。另一方面昆虫机体对药剂产生反应又能改变杀虫剂分子的…     

鱼类生殖细胞

鱼类和其他大多数动物一样,胚胎发育产生两大细胞系,一个是生殖细胞系或种质系,另一个是体细胞系.生殖细胞系和体细胞系的分离发生在胚胎发育的早期,其标志是形成生殖细胞系的祖细胞,即原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs).PGC形成后从其"出生地"进行"长途跋涉"迁移到性原基,成为性原细胞,即卵原细胞和精原细胞;随后在经过配子生成的一系列发育过程后,最终产生成熟的配子——卵子和精子.生殖细胞发育的每个步骤都可能都可能影响生物个体的生殖能力或育性.巨大的生物学意义及其令人振奋的研究进展,使"生殖细胞"日益成为科学研究的热点,且作为特别议题出现在Science杂志2007年4月20日第5823期的封面上.近10年见证了对生殖细胞的认知的长足进步,这些都得益于对青鳉和斑马鱼等模式生物的研究.生殖细胞已能被准确地标记且分离以进行体外培养及移植,这为濒临绝种的动物借助近缘物种进行生殖繁衍提供了技术基础,譬如最近就有人成功地"借鲑鱼之腹"获得了虹鳟后代.另外,单倍体细胞体外培养已获成功,如最近有研究人员获得了青鳉鱼单倍体胚胎干细胞,而且把这种细胞的核移植到正常的卵子中,其能像正常精子授精一样发育并产生可育的子代.这种鱼其实最初是由嵌合卵发育而成,也就是由正常减数分裂生成的单倍体卵母细胞核和植入的体外培养的有丝分裂单倍体细胞核组成的卵.这种繁殖技术也被称作半克隆技术.这条首次获得的半克隆青鳉鱼被命名为"霍莉"(Holly).总之,本文将从基础研究和繁殖技术两方面,就生物界对鱼类生殖细胞研究和操作现状及未来研究方向进行小结与探讨.     

家蚕FoxG转录因子的鉴定及其在精巢发育中的功能初探

[目的]Fox家族蛋白是调控动物发育的关键转录因子.本文分析了鳞翅目昆虫家蚕Bombyxmori的BmFoxG亚家族蛋白在精巢发育中的作用,为基于生殖系统的家蚕性状优化或害虫不育技术的开发提供理论依据.[方法]利用PCR克隆家蚕BmFoxG-1 和 BmFoxG-2基因;通过生物信息学工具对BmFoxG蛋白的结构及理化性质进行分析;采用qPCR技术检测BmFoxG基因在家蚕不同发育阶段的精巢中的表达变化;在家蚕Bm12细胞株中过表达BmFoxG-1,并通过qRT-PCR分析BmFoxG-1调控的靶基因.[结果]本文克隆获得了 BmFoxG-1(933 bp)和 BmFoxG-2(702 bp)两个基因.BmFoxG-1 和 BmFoxG-2蛋白均包含保守的Forkhead结构域,但BmFoxG-1蛋白在C端多出约60个氨基酸.BmFoxG-2基因在家蚕不同发育时期的精巢中的表达量均较低;BmFoxG-1 的表达均显着高于BmFoxG-2,且随着发育时期而变化,暗示BmFoxG-1参与精巢的发育.生殖细胞发育基因BmVasa、BmCyclinA等多个细胞周期基因以及精子鞭毛发育相关基因BMSK0009828在不同发育阶段的精巢中的表达趋势与BmFoxG-1类似,且BmFoxG-1在家蚕细胞中的过表达可以显著上调BmVasa、BmCyclinA和BMSK0009828等精巢发育相关基因的表达.[结论]我们推测BmFoxG-1蛋白可能通过调节精巢细胞周期或生殖细胞的功能来调节家蚕精巢的发育.     

配子母细胞特异因子gtsf1基因在斑马鱼生殖细胞发育中的功能初探

配子母细胞特异因子1(Gtsf1)属UPF0224蛋白家族,含一个保守的CHHC锌指结构域,对生殖细胞的发育至关重要.小鼠(Mus musculus)和果蝇(Drosophila melanogaster)中Gtsf1的缺失分别导致雄性和雌性不育,高不育风险(HIR)隐睾症患者的睾丸中GTSF1的mRNA和蛋白表达均显著下调,但gtsf1在精子发生中的功能机制尚不完全清楚.利用类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)技术,首次在斑马鱼(Danio rerio)中成功制备了gtsf1突变体.观察发现,突变体的生长、表型正常,但gtsf1纯合突变体(gtsf1-/-)成鱼全为雄性.进一步的组织学观察表明,gtsf1-/-成鱼精巢中初级精母细胞数量基本正常,次级精母细胞显著减少,精细管管腔中精子极少或缺失.提示gtsf1在脊椎动物的精子发生过程中有保守的作用.本研究为阐明gtsf1在精子发育中的作用机制奠定了基础.     

寄生性昆虫避免过寄生的现象及其研究

<正> 寄生性昆虫的过寄生现象(superparasitism)是指在一奇主上产下的子代个数超过了能在该寄主上健康发育的个数,从而导致一部分或全部寄生昆虫发育不良、或不能发育而死亡。约在一个世纪前,昆虫学工作者就观察到了许多寄生性昆虫具有辩别寄主是否被寄生过、从而避免过寄生的能力(Howard,1897)。由于寄生性昆虫的这种行为对于寄生——寄生性昆虫相互关系的研究、寄生性昆虫的利用和昆虫信息素(phero-mone)的研究都具有一定的意义,不少人在这方面做     

Wolbachia与昆虫精卵细胞质不亲和

Wolbachia是广泛分布在昆虫体内的一类共生菌,能通过多种机制调节宿主的生殖方式,包括诱导宿主精卵细胞质不亲和(CI)、孤雌生殖、雌性化、杀雄等,其中细胞质不亲和为最普遍的表型,即感染Wolbachia的雄性和未感染或感染不同品系Wolbachia的雌性宿主交配后,受精卵不能正常发育,在胚胎期死亡。多数CI胚胎在第1次分裂时,来自父本的染色质浓缩缺陷,导致父本遗传物质无法正常分配到子细胞中,因而引起胚胎死亡。守门员模型认为,产生CI可能需要有两种因子,其中之一使得精子发生修饰改变,导致受精后雄性原核发育滞后。第2种因子可能与Wolbachia的原噬菌体有关,在胚胎发育后期导致胚胎死亡。近期的研究已发现,在Wolbachia感染的宿主中,一些与生殖细胞发生和繁殖相关基因的表达发生了显著改变,Wolbachia可能因此对宿主的生殖产生重大影响,进而导致CI的产生。本文主要综述了CI的细胞学表型、解释CI的模型及其分子机理,向读者展示一个小小的细菌是如何通过精妙的策略影响昆虫宿主的繁殖,从而实现其自身的生存和传播的。     

雄性不育和雄性能育小麦(Triticum aestivum L.)花药和花粉发育的细胞形态学观察

本工作是小麦雄性不育杂种优势利用研究项目的一部分。从细胞形态学的角度,研究小麦细胞质雄性不育系及其保持系花药和花粉的发育,为探索雄性不育性的机理提供资料。应用石蜡切片法,对小麦“早熟1号”和“北京8号”细胞质雄性不育系及其保持系花药的发育过程进行了观察,得到如下的结果:(1)不育系花粉的败育,在发育的各个时期都发生,但败育的关键时期是在小孢子发育后期,具大液泡的小孢子不能进入配子体发育阶段。(2)不育系花药和花粉的发育,在小孢子发育早期以前,90%以上与保持系相似,是正常的;少数表现异常而导致败育。异常现象有:药室合并;小孢子母细胞解体,绒毡层发育正常;小孢子母细胞互相粘连,形成多核的原生质团;解体的小孢子母细胞与绒毡层融合形成多核的原生质团;药室中除正常发育的小孢子母细胞或小孢子外,还出现异常的巨型细胞;绒毡层提早在小孢子发育早期解体,形成多核的原生质困;绒毡层肥大生长。     

范可尼贫血基因在卵泡发育中的调节作用

范可尼贫血(Fanconi anemia, FA)是一种罕见的常染色体或X染色体连锁的隐性遗传病,其发生源于范可尼贫血基因(FA基因)突变。FA基因是一组在DNA交联损伤中起同源重组修复作用的基因。FA女性患者常见早发性卵巢功能衰退(premature ovarian insufficient, POI)的特征,而FA小鼠也表现出生殖细胞严重缺乏,这些结果提示FA基因在哺乳动物卵泡发育中起重要作用。研究显示FA基因在促进原始生殖细胞增生,维持正常卵母细胞减数分裂,参与卵泡发育的促性腺激素调节以及卵母细胞与颗粒细胞生长过程中的相互调节等方面调节卵泡发育。本文综述了FA基因在卵泡发育中的作用和分子机制方面的研究进展,为POI的病因学解析提供遗传基础。     

大白菜新型细胞质雄性不育系6w-9605A的育性鉴定和花药败育的细胞学观察

采用石蜡切片技术,研究了大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekinensis)细胞质雄性不育系6w-9605A及其保持系6w-9605B的花药发育过程的细胞形态学特征,确定不育系花药败育时期及方式,并对不育系6w-9605A进行花器官观察和育性鉴定.结果表明:保持系6w-9605B花药发育正常;不育系6w-9605A花药发育受阻于孢原分化时期,占总败育花药的66.7％,不形成花粉囊和花粉粒,属于无花粉囊型败育;另外33.3％的败育花药可形成花粉囊,小孢子均受阻于单核靠边期或者二胞期,败育特点为绒毡层细胞异常肥大,挤压小孢子,导致小孢子和绒毡层解体;6w-9605A的不育性稳定、彻底,不育株率和不育度均为100％.