七星瓢虫卵黄原蛋白基因的表达:保幼激素类似物对mRNA的诱导

在七星瓢虫(Coccinella septempunctata)中,保幼激素调控脂肪体中卵黄原蛋白基因的表达。蛋白质合成实验证明,保幼激素类似物大幅度地促进取食人工饲料的雌虫脂肪体中卵黄原蛋白的合成。保幼激素类似物的作用有高度选择性,使卵黄原蛋白占总蛋白的百分比提高12倍。取食人工饲料的雌虫中,脂肪体RNA含量及其转译活性均极低,转译产物中不存在卵黄原蛋白多肽。保幼激素类似物能显著提高脂肪体RNA的含量及其中可转译mRNA的水平。处理后的雌虫,象蚜虫饲养的成熟雌虫一样,其脂肪体RNA能在体外转译系统中指导卵黄原蛋白多肽的合成,并在变性琼脂糖凝胶电泳上显示一条高分子量的带(约5100核苷酸),初步鉴定为卵黄原蛋白mRNA。由此证明,保幼激素类似物能诱导卵黄原蛋白mRNA的出现和积累。     

七星瓢虫的卵黄发生:保幼激素类似物对卵黄原蛋白合成的调节

本文用脂肪体体外培养方法,研究了取食天然食物和基础人工饲料的七星瓢虫雌虫中卵黄原蛋白、其他分泌蛋白和RNA合成的发育期变化,以及保幼激素类似物ZR-512的调节作用。结果表明:(1)取食蚜虫的雌虫脂肪体羽化后3天即开始合成卵黄原蛋白。11天时合成急剧上升,13天到达最高峰。脂肪体RNA的合成随发育天数而逐渐上升,第9天出现高峰。(2)取食基础人工饲料的雌虫脂肪体合成卵黄原蛋白的能力很弱;在羽化后20天内一直停留在极低的水平,所合成的卵黄原蛋白仅为取食蚜虫时合成高峰的3%。其他分泌蛋白的合成被抑制的程度小得多。脂肪体的RNA合成也一直比较低。(3)取食基础人工饲料的雌虫点滴或喂食ZR-512后,卵黄原蛋白的合成在高峰期比对照组分别增加44倍和67倍。而其他分泌蛋白的合成仅比对照组提高近3倍,表明保幼激素对卵黄原蛋白合成有特别明显的促进作用。激素处理后脂肪体RNA的合成比对照组提高6—7倍,证明保幼激素作用于转录水平。     

七星瓢虫卵黄原蛋白基因的表达mRNA的体外转译

七星瓢虫成熟雌虫脂肪体总RNA和poly(A)~+RNA中可转译mRNA的水平约为雄虫和不成熟雌虫的两倍,其中所含的卵黄原蛋白mRNA可在体外转译系统中指导卵黄原蛋白多肽的合成。 雌虫取食人工饲料时,其脂肪体RNA中可转译mRNA的水平很低,不能指导卵黄原蛋白多肽的合成。保幼激素类似物能诱导可转译卵黄原蛋白mRNA的出现。     

七星瓢虫的卵黄发生:体外培养的脂肪体中卵黄原蛋白的合成

为了深入研究七星瓢虫的卵黄发生及其激素调节机理,我们建立了脂肪体的体外培养方法,证明了脂肪体在体外培养条件下能够正常进行卵黄原蛋白的合成与分泌。在体外合成的卵黄原蛋白与体内合成的具有相同的电泳迁移率、免疫学特性和部分水解肽谱。放射性氨基酸在体外参人卵黄原蛋白的动力学与在体内的相似。用脂肪体的体外培养方法,结合放射免疫沉淀、SAS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、放射自显影等技术,研究了不同发育期脂肪体的合成能力,以及取食人工饲料的雌虫中保幼激素类似物对卵黄原蛋白合成的促进作用。     

外源保幼激素类似物对七星瓢虫血淋巴中卵黄原蛋白含量的影响

本文以不同剂量的保幼激素(JH)类似物点滴七星瓢虫雌虫,测定了生殖过程中卵母细胞的长度及血淋巴中卵黄原蛋白(Vg)及总蛋白的含量.结果表朋:1.点滴不同剂量ZR-512于虫体后,皆可促进卵母细胞生长,尤以点滴100μg效果最为明显.2.点滴ZR-512后可以促进Vg合成,血淋巴中Vg含量皆明显提高,以点滴100μg效果最好.3.点滴不同剂量ZR-512后,雌虫血淋巴中总蛋白含量变化与Vg含量变化的规律相似.4.血淋巴中的Vg含量与卵母细胞长度有一定相关性.另外,讨论了不同剂量外源JH类似物对CA活性、内源JH水平、Vg含量以及卵母细胞生长的影响.     

七星瓢虫的卵黄发生:脂肪体与卵巢中卵黄原蛋白的合成与分泌

本文利用[³H]亮氨酸参入及特异性抗体沉淀等方法,研究了七星瓢虫体外培养的脂肪体中卵黄原蛋白合成与分泌的动力学,以及不同发育期脂肪体与卵巢中卵黄原蛋白合成的定量变化。脂肪体中卵黄原蛋白的合成与分泌在培养1—4小时内直线上升,到6小时稍下降。保留在脂肪体内的卵黄原蛋白缓慢积累,但一直水平很低。卵黄原蛋白合成的最初30分钟,分泌速率较慢,60%以上的卵黄原蛋白保留在脂肪体内。1小时后分泌速率加快,70%以上的卵黄原蛋白被分泌,保留的卵黄原蛋白在4小时中逐渐被释放。在4小时,被分泌的卵黄原蛋白超过80%,最高可达92%。 在雌虫发育过程中,脂肪体中卵黄原蛋白合成的高峰在羽化后11—15天,所合成的卵黄原蛋白占整个发育期合成总量的80%。在合成高峰期分泌的卵黄原蛋白高达90%以上,但在发育的早期和晚期分泌的卵黄原蛋白仅占30%或稍多。 卵黄发生前的卵巢就开始合成卵黄原蛋白,但卵巢中卵黄原蛋白的合成高峰期与脂肪体中大致相同。与脂肪体相反,卵巢合成的卵黄原蛋白大部分保留在卵巢内。在卵黄发生盛期,卵巢合成的卵黄原蛋白为脂肪体合成的卵黄原蛋白的20%。     

七星瓢虫的卵黄发生:植入雄虫的卵巢中卵黄原蛋白的合成

为了证实七星瓢虫的卵巢能合成卵黄原蛋白, 并查明雄虫体内是否具有卵黄发生所必需的激素环境, 我们将刚羽化雌虫的一侧卵巢或数个卵巢管植入雄虫体内.移植的卵巢或卵巢管在雄虫体内能够发育, 其卵母细胞能沉积卵黄, 一部分可达成熟.体外培养证明移植的卵巢可合成卵黄原蛋白, 但受体雄虫的脂肪体不合成卵黄原蛋白, 而且其血淋巴中也不存在这种蛋白.用保幼激素类似物ZR-512处理受体雄虫, 可促进移植卵巢的发育, 但不能诱导其脂肪体合成卵黄原蛋白.此结果表明, 象大多数昆虫一样, 七星瓢虫的卵黄发生的性二型现象表现在激素的靶组织——脂肪体, 而不是激素本身.     

人工饲料中添加脂类和昆虫保幼激素类似物对七星瓢虫取食和生殖的影响

本文定量测定在人工饲料中加入埴物油和ZR512对七星瓢虫成虫(第一代)的生殖、摄食、生长、食物利用和转化的影响。结果表明:成虫取食加0.1%橄榄油和ZR512的人工饲料时产卵率能达到96.7%产卵前期为8天左右。如果在此基础上分别添加1%的玉米油或豆油时能促进雌虫产卵量的进一步增加,成虫的增重百分率随着生长天数增加持续上升,取食这种人工饲养的成虫除产卵量外,在体重、产卵前期、产卵率三方面都达到或接近取食蚜虫时的水平。 人工饲料中加入橄揽油能刺激成虫的取食,在此基础上加入玉米油或豆油能使食物转化效率显著地提高。人工饲料中加入ZR512时能阻止或打破雌虫的生殖滞育,促进生殖活动。     

蜜蜂越冬期卵黄原蛋白和保幼激素的表达特性研究

为了探究蜜蜂越冬期体内卵黄原蛋白（Vitellogenin,Vg）和保幼激素（Juvenile hormone,JH）的表达特性。本试验分别采集夏繁期（7月）和不同越冬时期（11月、12月、1月、2月）的珲春黑蜂工蜂,通过酶联免疫吸附试验方法检测Vg、JH Ⅲ及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）的浓度变化,采用qRT-PCR方法检测Vg、JH代谢相关基因的表达量。结果表明：珲春黑蜂越冬期Vg浓度高于夏繁期,在不同越冬期Vg浓度总体呈现先上升后下降的趋势;Vg基因的变化趋势与Vg浓度相一致,而VgR基因表达量与SOD浓度变化趋势相一致,在越冬期水平高于夏繁期,且在整个越冬期呈现下降的趋势。珲春黑蜂越冬期JH Ⅲ浓度低于夏繁期,且随着越冬持续进行总体呈现持续上升的变化趋势;MFE基因的变化趋势与JH Ⅲ浓度相近;JHAMT基因表达量越冬期显著高于夏繁期,在整个越冬期呈现先上升后下降的趋势。本研究结果表明,蜜蜂越冬期体内存在Vg和JH Ⅲ间负相关的调节模型,其通过Vg、JH Ⅲ代谢相关基因的表达来提高越冬蜂抗氧化能力和抗寒性,为西方蜜蜂抗寒分子机制的深入研究提供了新的研究思路。     

七星瓢虫雌成虫卵巢发育不同阶段体内保幼激素的含量

本文以大蜡螟Galleria mellonella(L.)为生测昆虫,应用蜡测定法(Wax test)测定了取食天然食物及人工饲料的七星瓢虫雌成虫在不同卵巢发育阶段体内保幼激素(JH)的含量。取食蚜虫者羽化后8日左右(卵巢管内出现第三卵母细胞,卵黄大量沉积即将排卵),雅虫JH含量达到高峰(593.3G.U.),但一经开始排卵(羽化后约10日左右)保幼激素的含量猛然下降。直至持续产卵达10次的雌虫(羽化后约25日)JH含量仍保持在比较平稳的状态。取食人工饲料者卵巢发育缓慢,羽化30日后不产卵个体的JH水平仍很低,仅及取食蚜虫组高峰的1/6。这一结果证实了JH对七星瓢虫雌成虫卵巢发育及排卵的调控,也指出了取食人工饲料的雌虫产卵率及产卵量明显偏低的重要原因。 在应用蜡测法的过程中肯定了JH浓度与大蜡螟蛾中胸背板保持的部分蛹皮面积之部的关系。     

家蚕中的5-氧脯氨酸酶及保幼激素类似物对它的影响

本工作首次在家蚕Bombyx mori的马氏管、中肠、丝腺及脂肪体等组织中测到了γ-谷氨酰循环中一个关键酶——5-L-氧脯氨酸酶的活力.该酶以马氏管中活力最高,在蚕的中肠、血淋巴中均存在有游离的5-氧脯氨酸.观察了保幼激素类似物(JHA)处理后,家蚕中肠、丝腺和脂肪体中5-L-氧脯氨酸酶活力的变化,同时观察了血淋巴中5-氧脯氨酸含量的变化.对该酶及γ-谷氨酰循环在蚕体中氨基酸转运上的可能作用进行了讨论.     

取食雄蜂蛹粉对龟纹瓢虫和异色瓢虫卵黄发生的影响

本文比较了龟纹瓢虫Proylea japonica和异色瓢虫Harmonia axyridis取食蚜虫和取食雄蜂蛹粉时的卵黄发生情况.当取食雄蜂蛹粉时,体内卵黄蛋白出现迟,积累速度慢,产卵前期长.但用保幼激素类似物ZR512点滴处理后则能达到与食蚜对照相当的水平.ZR512对取食雄蜂蛹粉瓢虫的作用显著大于取食岈虫者.进一步的研究表明,ZR512能促进这两种瓢虫取食雄蜂蛹粉,但对成虫的体重没有明显的影响.因此推论,雄蜂蛹粉基本能够满足这两种瓢虫生殖的营养需要,但对其内分泌有一定的影响,使瓢虫处于类似生殖滞育的状态.本文根据不同食物条件对卵黄蛋白发生的影响不同,建议用卵黄蛋白的量作为生理指标,以快速初步筛选和评估人工饲料.     

二化螟幼虫被二化螟绒茧蜂寄生后血淋巴的生理生化变化

二化螟Chila suppressalis幼虫被二化螟绒茧蜂Apanteles chilonis产卵寄生后,血细胞含量增加,在被产卵寄生后的第6—10天,血细胞数最比对照幼虫增加了1.53—2.79倍,但血细胞形成被囊的能力很弱,对于蜂卵和蜂幼虫形成被囊的百分率分别为0.34%和0.62%.绒茧蜂寄生后,对二化螟幼虫生理生化有一定的影响,在寄生前期和后期,寄主幼虫血淋巴蛋白质浓度显著下降,在寄生后第2天,血淋巴游离氨基酸总浓度明显上升,以后随蜂幼虫发育而逐渐下降.在16种氨基酸中,对苏、丝、赖、精氨酸的影响最大.此外,本文对二化螟绒茧蜂的营养生理和寄生后调节寄主的能力进行了探讨.     

不同地区粘虫群体的同工酶变异

本文用聚丙烯酰胺凝胶电泳测定了粘虫(Mythirana separata)五个地区群体(福建、贵州、安微、北京和吉林)的同工酶变异.分析10种同工酶(ADH,AO,GOT,α-GPDH,HK,LAP,LDH,MDH,ME和TYR)的14个座位,其中单型座位有8个,多型座位有6个,后者占42.9%.五个地区群体的平均杂合度为0.138.根据14个基因座位的等位基因频率计算出的五个地区群体间的平均遗传相似度为0.978,平均遗传距离为0.023,表明这五个地区群体的基因结构基本相似,遗传分化程度很小.可以认为,在这五个地区群体之间不存在基因流动的障碍.这从遗传和变异的角度证明了粘虫的远距离迁飞特性,迁飞阻止了不同地区群体的遗传分化.     

小地老虎变态期脂肪体变化及保幼激素类似物的影响

本文对小地老虎Agrotis ypsilon(Rottemberg)从四龄幼虫开始经预蛹和蛹的变态期及羽化为成虫后的脂肪体出现的超微结构变化,蛋白质含量的变动,以及蛋白质颗粒的形成和消失过程,进行了系统观察和组织化学分析。结果表明:(1)在幼虫期的后期,脂肪体扩大成宽带状,细胞体积增大的同时出现双核和多核。进入预蛹期,细胞内开始出现嗜碱性“蛋白质颗粒”,血细胞吞噬部分脂肪体细胞。蛹龄一天时,脂肪体转变成块状,细胞内充满大型蛋白质颗粒。在蛹龄5—10天内,“幼虫脂肪体”逐步崩解,围膜及细胞膜消失。至蛹龄12天时转变为预成虫,脂肪体细胞重新出现,并以气管分支为中心聚合成花朵状圆球体,再组成串状“成虫脂肪体”,仍充满蛋白质颗粒。幼虫期发达的粗面内质网和线粒体,至预蛹期则衰变成几种类型的蛋白质颗粒。(2)六龄幼虫在1—5日龄期间,每克脂肪体的蛋白质含量稳定在7.1—8.4毫克之间,随后逐步升高,至预蛹期达16.3毫克的峰值。蛹初期,雄蛹和雌蛹的含量分别增高到预蛹期的1.63和2.4倍。但在蛹龄2—8天内迅速下降到六龄幼虫期的水平。至蛹龄9—13天时间(包括预成虫),含量又突然猛增,雌蛹尤为显著。蛹期脂肪体细胞充满着的几种蛋白质颗粒,在羽化为成虫后的24小时内全部消失。在六龄幼虫期用保幼激素类似物ZR-515(20微克)作体壁处理,可使幼虫期延长4天,并使九日龄幼虫的脂肪体仍保持幼虫型状态。     

氚标记睾丸酮在家蚕体内的吸收和分布

在家蚕Bombyx mori L.的五龄起蚕期,添食氚标记的雄性激素丙酸睾丸酮(代号³H-TP),用液体闪烁谱仪探查五龄期蚕体对³H-TP的吸收与排泄、贮存与分布及雌雄间的差异.结果证明:蚕体对³H-TP的排出率在添食后24小时达峰值,累计吸收率雄性为85.81%、雌性为68%,雌雄间有明显差异.蚕体内务组织器官对³H-TP的吸收也有显著不同,中肠、血液在添食后2小时,脂肪体在72小时、体壁在48小时,其放射活性为最大值,雌雄间均无明显差异;生殖腺则在添食后168小时达峰值,且雄性显著高于雌性;丝腺中相对含量比较稳定,雌雄之间无较大差异.³H-TP在蚕体各组织器官中的贮存与分布表现为:五龄初期(添食后2小时)以中肠和血液最多,共达85%左右;五龄中期(添食后96小时)以性器官最高(28%左右);五龄末期(添食后192小时)性器官中高达34.58%,且雄性(40.4%)显著高于雌性(28.74%).上述研究结果说明,在家蚕五龄起蚕期添食³H-TP,能被蚕儿多量吸收和贮存在体内,其中尤以生殖器官的相对含量最多,雌雄间亦有明显差异.由此表明,雄性激素可能对家蚕具有某种生理活性.     

棉铃虫对氮的消耗和利用

在25℃下分别用棉叶/桃和人工饲料饲养棉铃虫(Heliothis armigera),测定幼虫对食物中氮的利用效率,以及通过棉铃虫不同发育期的氮流.除棉叶/桃组2—3龄幼虫的氮累积速率低于4龄幼虫外,两组幼虫对食物中氮的消耗速率、虫体氮的累积速率(毫克氮/毫克千重/天)和幼虫含氮百分率均随幼虫龄期的增加而降低.氮的排出速率(毫克氮/毫克干重/天)在2—3龄期间趋于降低,但4龄以后略有升高,幼虫发育后期的粪便含氮百分率也趋于升高.因此,幼虫在4龄以后对食物中氮的利用效率显著降低,表明它对氮的需要逐渐减少.人工饲料的含氮量约比棉桃高70%,但棉叶/桃组幼虫对氮的同化效率却比人工饲料组幼虫高10%左右.两组雌蛹—成虫的氮转化率在71—74%之间.雌蛾含有的氮约有37%(人工饲料组)—45%(棉叶/棉桃组〕用于繁衍后代.本试验提供的资料结合含糖量和含水分较多的寄主植物器官对幼虫有较好营养效应的假设可以比较合理地解释棉铃虫在田间的为害习性.