棉铃虫转录因子c-Myc基因在滞育和非滞育蛹脑中的表达分析及多克隆抗体制备

【目的】c-Myc是近年来研究较多的转录因子,也是受Wnt/β-catenin信号通路调节的重要靶标。本研究旨在克隆棉铃虫 Helicoverpa armigera c-Myc基因,从核酸水平初步调查 c-myc 在滞育和非滞育蛹脑中的表达情况,同时制备其蛋白的多克隆抗体。【方法】通过RACE方法克隆棉铃虫 c-myc 基因的cDNA,运用RT-PCR方法比较滞育和非滞育蛹脑中Har-c-myc基因的表达情况。根据获取的序列构建原核表达载体,在大肠杆菌 Escherichia coli 中进行表达,纯化后免疫新西兰兔,制备了多克隆抗体。【结果】克隆了棉铃虫 c-myc 基因,核酸水平的研究表明滞育蛹脑中 c-myc 表达水平明显低于非滞育蛹脑。成功地在大肠杆菌中表达了c-Myc部分肽段并通过镍柱纯化获得了较纯的重组蛋白。制备的c-Myc抗体效价达到了1:125 000。【结论】滞育蛹脑中 Har-c-myc 的表达下调。获得了抗棉铃虫c-Myc的多克隆抗体。本研究的成果为后续进一步深入研究棉铃虫Wnt/β-catenin信号通路在棉铃虫发育中的作用奠定了基础。     

棉铃虫β-catenin的多克隆抗体制备及在蛹脑中的表达研究

β-catenin是Wnt/β-catenin信号通路的重要成员。本研究构建β-catenin的原核表达载体,成功地在大肠杆菌Escherichia coli中进行表达。镍柱纯化重组蛋白后免疫兔子,制备了抗棉铃虫β-catenin的多克隆抗体。ELISA和Western blot的方法检测抗体效价和抗体特异性,结果表明抗体的效价较高,特异性较好。最后应用该抗体调查了滞育和发育蛹脑中β-catenin的表达情况,从蛋白水平证实了发育蛹脑中β-catenin高于滞育蛹脑。本研究为后续研究棉铃虫β-catenin的功能以及Wnt/β-catenin信号通路在棉铃虫发育中的作用奠定了基础。     

棉铃虫β-catenin基因的克隆、表达分析及真核表达载体构建

β-catenin基因是生物进化上高度保守的基因,是Wnt/β-catenin信号通路中的重要组分。本研究通过RACE方法获得了棉铃虫β-catenin基因的全长c DNA序列,命名为Har-β-catenin(Gen Bank登录号为KJ206237)。其开放阅读框长2382 bp,编码793个氨基酸残基。与已报道的其它物种β-catenin蛋白相似,Har-β-catenin蛋白具有多个ARM重复结构域。运用RT-PCR的方法比较滞育和非滞育蛹脑中Har-β-catenin基因的表达情况,结果表明非滞育蛹脑中Har-β-catenin基因的表达水平高于滞育蛹脑。最后,我们构建了包含Har-β-catenin全长编码区的真核表达载体并调查了Har-β-catenin的亚细胞定位情况。这些结论为我们进一步研究Wnt/β-catenin信号通路在棉铃虫滞育中的作用奠定了基础。     

松毛虫赤眼蜂一氧化氮合酶基因的克隆、原核表达及在不同滞育阶段的表达谱分析

【目的】本研究旨在克隆松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi一氧化氮合酶(NOS)基因,表达其编码蛋白,并探究其在松毛虫赤眼蜂滞育过程中的表达模式,为松毛虫赤眼蜂滞育研究提供新依据。【方法】通过转录组数据分析获得松毛虫赤眼蜂一氧化氮合酶基因TdNOS cDNA序列,使用qPCR方法检测其在松毛虫赤眼蜂不同滞育阶段预蛹和蛹中的表达量。使用RT-PCR方法扩增TdNOS cDNA序列并通过生物信息学方法分析其序列特征。构建TdNOS的原核表达载体,利用大肠杆菌Escherichia coli表达系统表达重组TdNOS蛋白,通过Ni-NTA琼脂糖亲和层析纯化,并用于制备多克隆抗体。利用Western blot进一步检测TdNOS在松毛虫赤眼蜂不同滞育阶段的表达量。通过质谱鉴定纯化的目标蛋白。【结果】qPCR分析表明,TdNOS在松毛虫赤眼蜂滞育解除后蛹期的相对表达量显著高于其他阶段的。克隆获得松毛虫赤眼蜂TdNOS cDNA序列(GenBank登录号:MN650600),开放阅读框(ORF)序列长1 014 bp,编码337个氨基酸,无信号肽序列,不含跨膜结构,预测有33...     

棉铃虫激活增强子结合蛋白AP-4基因的原核表达、多克隆抗体制备、表达谱分析及功能鉴定

【目的】激活增强子结合蛋白4(activating enhancer binding protein 4, AP-4)是近年来备受关注的一类功能广泛的转录因子,参与Wnt/β-catenin信号通路的调控。本研究旨在研究棉铃虫Helicoverpa armigera HaAP-4基因的原核表达并制备多克隆抗体,明确HaAP-4基因的时空表达谱,初步探究HaAP-4对棉铃虫胆固醇载体蛋白2(sterol carrier protein-2, SCP-2)基因(HaSCP-2)表达的调控作用。【方法】通过PCR扩增棉铃虫HaAP-4基因片段,将其克隆至pET-28a原核表达载体,转化至大肠杆菌Escherichia coli BL21,经IPTG诱导表达,采用镍柱纯化重组蛋白,免疫新西兰兔制备多克隆抗体。运用RT-qPCR检测HaAP-4基因在棉铃虫不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)以及5龄幼虫和预蛹不同组织(中肠、脂肪体、头和表皮)中的表达水平。设计并合成HaAP-4 siRNA,转染棉铃虫Ha细胞,通过RT-qPCR检测和分析使用HaAP-4 siRNA进行RNA干扰后Ha细胞中HaAP-4和HaSCP-2基因 mRNA的表达情况。【结果】成功构建pET-28a-HaAP-4重组表达质粒,在大肠杆菌细胞中获得高效表达的可溶性蛋白,目的蛋白大小约为55 kD,经纯化获得了纯度较高的重组蛋白,免疫新西兰兔成功制备了多克隆抗体,通过Western blotting检测显示抗体具有较好的特异性,ELISA分析表明抗体效价较高。发育阶段特异性表达结果显示,HaAP-4基因在棉铃虫不同发育阶段均有表达,其中在卵期、5龄幼虫期和预蛹期的表达量较高。组织表达结果表明,HaAP-4基因在5龄幼虫和预蛹不同组织中均有表达,且在中肠和头部具有高表达,而在表皮和脂肪体中表达量较低。RNA干扰实验发现,HaAP-4基因的敲降对HaSCP-2基因转录有显著影响,HaSCP-2基因mRNA表达水平下降了约55%。【结论】利用pET-28a原核表达系统能有效地在体外表达可溶性的HaAP-4,并制备了较好的多克隆抗体。RNAi实验结果提示,在中肠内高表达的HaAP-4基因能促进HaSCP-2基因的转录表达,在棉铃虫脂质生理代谢过程中发挥作用。本研究为进一步深入阐明棉铃虫HaAP-4的潜在功能打下了基础。     

葱蝇热激蛋白DaHSP23基因的克隆及在冬滞育和夏滞育蛹中的表达分析（英文）

【目的】低分子量（12~43 kDa）热激蛋白(sHSPs)具有抗逆应答的功能,滞育是昆虫抵抗不良环境的特殊发育形式,但sHSPs在昆虫滞育发育过程中的作用仍不清楚。本研究克隆和特征化葱蝇Delia antiqua sHSP基因,并研究它在夏滞育和冬滞育发育过程中的表达模式,为阐明sHSPs在滞育发育上的功能奠定基础。【方法】通过RACE-PCR方法克隆了葱蝇HSP23基因,通过相似性比较分析了其特征、结构域及与双翅目代表性同源基因的系统发育关系;采用实时荧光定量PCR研究了该基因在葱蝇冬滞育蛹和夏滞育蛹发育过程中的表达情况,通过表达的差异比较揭示了该基因与滞育发育的关系。【结果】克隆出了葱蝇HSP23基因,命名为DaHSP23（GenBank登录号：HQ392521.1）,其cDNA全长序列为904 bp,编码186个氨基酸,推测蛋白分子量为20.9 kDa,等电点为6.42。该基因的编码蛋白与其他双翅目昆虫的sHSPs有超过66%的氨基酸序列一致性,与已报道的其他双翅目昆虫的滞育相关HSP23基因同源。基因组测序显示该基因无内含子。DaHSP23基因在葱蝇非滞育蛹的发育过程中一直保持在较低的水平,各发育阶段间的表达量不存在显著差异。但在冬滞育和夏滞育蛹中,该基因从滞育起始期开始逐渐显著升高表达,到滞育维持期的中后期达到峰值,在滞育终止期逐渐降到较低的水平。【结论】DaHSP23基因在葱蝇冬滞育和夏滞育发育过程中明显上调表达,但存在差异,它在滞育期的调控可能是种专化的。DaHSP23可能在葱蝇两种类型的滞育上起重要作用。     

棉铃虫Wnt1基因启动子活性研究

经典的Wnt信号通路是一条与生长发育密切相关的信号通路,经典Wnt信号通路在棉铃虫滞育蛹脑中受到抑制。本研究以棉铃虫Wnt1基因的转录调控为研究目标,对Wnt1启动子的活性进行了分析。首先,运用染色体步移的技术成功克隆了一段长为1566 bp的Wnt1启动子。然后,通过PCR扩增不同长度的启动子片段,构建到报告质粒,转染棉铃虫Hz Am1细胞并进行启动子活性分析,结果表明-1077~-1120以及-1120~-1140这两个区域对Wnt1基因的转录起着明显的激活作用。最后对这两个区域潜在的转录因子结合位点进行了预测。本研究从根本上了解棉铃虫滞育蛹脑中经典Wnt信号通路的调节机制打下了基础。     

OPN对卵巢癌Hey细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响

目的:探讨骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)对卵巢癌Hey细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响及其可能涉及的分子机制。方法:选择卵巢癌细胞株Hey、HO8910、A2780和正常卵巢上皮细胞IOSE80,采用Western blot检测OPN蛋白的表达情况。对OPN表达量相对较高的Hey细胞株的OPN基因敲减或过表达,运用CCK-8、平板克隆实验、细胞划痕、Transwell侵袭实验等方法研究OPN对细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响,采用Western blot检测Wnt/β-catenin通路相关蛋白β-catenin、CyclinD1、c-myc的表达情况。结果:OPN在卵巢癌细胞株Hey、HO8910、A2780内均有表达,且表达量均高于正常卵巢上皮细胞IOSE80。si RNA-OPN转染卵巢癌Hey细胞沉默OPN表达,CCK-8和平板克隆实验显示沉默OPN能够降低Hey细胞的增殖能力,划痕实验和Transwell侵袭实验显示下调OPN可降低Hey细胞的迁移和侵袭能力,Wnt/β-catenin通路相关蛋白β-catenin、CyclinD1、c-myc表达下降。ex-OPN转染Hey细胞使OPN表达升高,与对照组相比,OPN过表达能够增强Hey细胞的增殖、迁移和侵袭能力,并且Wnt/β-catenin通路相关蛋白β-catenin、CyclinD1、c-myc表达升高。结论:OPN能够促进卵巢癌细胞的增殖、迁移及侵袭能力,该作用可能通过促进Wnt/β-catenin信号通路实现。     

飞燕草素通过Wnt/β-catenin信号通路抑制乳腺癌的机制研究

为研究飞燕草素对乳腺癌MDA-MB-231细胞Wnt/β-catenin信号通路的影响。免疫组化检测裸鼠乳腺肿瘤组织和肺组织转移瘤Ki-67及乳腺肿瘤组织蛋白水解酶超家族基质金属蛋白酶-7(matrix metallopeptidase 7,MMP-7)的表达水平;Western blot检测移植瘤Wnt/β-catenin通路β-联蛋白(β-catenin)、磷酸糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)及通路下游细胞周期相关蛋白cyclinD1、原癌基因c-myc和MMP-7的蛋白水平表达,体内外实验发现飞燕草素不仅能抑制裸鼠异种移植瘤生长及乳腺癌肿瘤组织和肺组织转移瘤Ki-67表达还可以明显降低乳腺癌MDA-MB-231细胞Wnt/β-catenin信号通路β-catenin和p-GSK-3β下游靶基因c-myc、cyclin D1和MMP-7蛋白的表达。本研究证实飞燕草素能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路,发挥抑制乳腺癌的作用。     

取食Bt棉与玉米的越冬代棉铃虫抗寒性特征比较

【目的】针对由Bt棉花和玉米构成的华北农田景观, 探讨不同寄主作物对棉铃虫 Helicoverpa armigera 越冬抗寒的影响。【方法】2013年在河北廊坊科研中试基地的作物田中将棉铃虫幼虫接到Bt棉和玉米上, 比较取食不同作物后棉铃虫的化蛹率、存活率和越冬蛹羽化率;在室内控制条件下分别用棉蕾和鲜玉米粒饲喂棉铃虫幼虫。 测定滞育蛹和非滞育蛹的鲜重、干重、以及脂肪、糖原和低分子物质含量等指标, 比较取食不同作物后棉铃虫的抗寒能力。【结果】取食玉米的棉铃虫滞育蛹干重（117.5 mg）、脂肪含量（457.2 μg/mg DW）以及海藻糖浓度（86.45 μg/g）均显著高于取食Bt棉的棉铃虫滞育蛹干重（56.6 mg）、脂肪含量（239.6 μg/mg DW）以及海藻糖浓度（13.87 μg/g）;取食玉米的棉铃虫冰点(-10.2℃)显著低于取食Bt棉的棉铃虫冰点(-6.5℃)。【结论】结果表明取食玉米更加有利于棉铃虫越冬。 据历史数据, 近年来玉米种植面积不断增加, 这将提高棉铃虫成功越冬比率, 对棉铃虫种群扩张起到促进作用, 因此注重玉米上棉铃虫的防治尤为重要。     

棉铃虫幼虫自相残杀习性与其龄期和食物营养的相关性（英文）

【目的】 昆虫自相残杀行为可以促进特定病原体的传播,这在利用昆虫病原体防治害虫方面有潜在的应用价值。本研究旨在探究棉铃虫 Helicoverpa armigera 幼虫自相残杀习性与其龄期及食物营养之间的相关性。【方法】 分别饲喂室内品系和野外品系的棉铃虫幼虫含不同Na⁺浓度的人工饲料,并在饲养至3龄、4龄、5龄和6龄时,将取食相同饲料的10头幼虫为一群组移入同一培养皿中,通过测定各处理幼虫存活率,评估幼虫龄期和饲料中的Na⁺含量对自相残杀行为的影响。【结果】 当以3龄和4龄为群组的起始龄期时,棉铃虫幼虫存活率显著低于起始龄期为5龄和6龄的群组。此外,取食正常人工饲料的幼虫存活率最高,取食缺钠饲料时,幼虫存活率明显下降。最后,幼虫群组起始龄期和食物Na⁺含量对幼虫化蛹率无明显影响。【结论】结果说明,棉铃虫4和5龄幼虫与3和6龄幼虫相比,自相残杀行为发生的概率更大,而Na⁺含量较低的食物在一定程度上促进自相残杀行为发生的可能性。本研究为在这一领域的进一步工作提供了基础。     

滞育和非滞育棉铃虫血淋巴类固醇蜕皮素含量变化的比较

采用放射免疫分析法对不同时期的注定滞育和非滞育棉铃虫的血淋巴中的类固醇蜕皮素的含量进行了测定,发现在预蛹期间,注定滞育的棉铃虫的类固醇蜕皮素含量高于非滞育的棉铃虫,化蛹后,注定滞育的棉铃虫的类固醇蜕皮素含量则迅速降到极低的水平,明显低于非滞育棉铃虫。用20-羟基蜕皮素处理不同时期的滞育蛹,均能打破滞育。由此可见,类固醇蜕皮素含量的降低或缺乏乃是导致棉铃虫滞育的关键因子之一。     

与中红侧沟茧蜂生境与寄主定位相关的玉米及棉铃虫幼虫体表挥发性成分的提取与鉴定

【目的】鉴定玉米Zea mays L.和棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫体表挥发性成分中对中红侧沟茧蜂 Microplitis mediator (Haliday)具有生境与寄主定位作用的信息化合物,从化学生态学的角度研究玉米-棉铃虫-中红侧沟茧蜂三重营养关系,解释中红侧沟茧蜂寻找寄主的过程中的信息识别机制,为害虫的综合防治的“推-拉”方法提供一定的理论基础。【方法】利用触角电位仪(EAG)、触角电位联用仪(GC-EAD)、气质联用仪(GC-MS)及“Y”型嗅觉仪确定玉米和棉铃虫幼虫体表提取物的信息化合物。在室内利用玉米以及棉铃虫幼虫体表挥发物标准品化合物以及模拟混合物,使用“Y”型嗅觉仪进行中红侧沟茧蜂成虫行为反应试验。【结果】玉米挥发物中有11种化学成分,棉铃虫幼虫体表挥发物中有6种化学成分对中红侧沟茧蜂的触角具有电生理活性,其中4种成分在两种挥发物中都存在。室内行为反应试验发现：与正己烷对照相比,玉米的模拟组分对雌、雄蜂均表现出显著（P<0.05）的诱引作用;棉铃虫1龄幼虫体表模拟组分对雌蜂具有极显著的诱引作用（P<0.01）,对雄蜂具有显著的诱引作用（P<0.05）;棉铃虫2龄幼虫体表模拟组分对雌蜂具有显著的诱引作用（P<0.05）。【结论】本研究证明了玉米以及棉铃虫幼虫体表挥发物中分别存在11种（庚醛、2-己醇、1-己醇、1-辛烯-3-醇、壬醛、葵醛、苯甲醛、反式-2-壬烯-1-醇、己酸、苯基乙醇、月桂醇）和6种（2-己醇、己酸乙酯、1-己醇、壬醛、辛酸乙酯、癸醛）中红侧沟茧蜂生境及寄主定位的化学信息物质。     

棉铃虫脑在控制滞育中的作用

脑摘除试验表明: 棉铃虫蛹的初期发育（化蛹后12 h 内）受脑的控制;化蛹12 h后的滞育蛹发育与脑无关。注射活性脑的匀浆液可阻止部分注定滞育的预蛹和化蛹后1～2天的蛹进入滞育状态,说明滞育的个体很有可能从预蛹期开始其脑的活性就已降低。     

棉铃虫剂量补偿相关基因Hamsl1的鉴定与功能分析

【目的】棉铃虫Helicoverpa armigera的剂量补偿(dosage compensation, DC)分子机制尚不清楚。本研究旨在通过克隆棉铃虫雄性特异性致死(male specific lethal, msl) 基因Hamsl1,利用RNA干扰技术明确其是否参与调控棉铃虫剂量补偿。【方法】利用RT-PCR同源克隆棉铃虫Hamsl1基因全长cDNA; 利用qPCR技术研究Hamsl1基因在棉铃虫不同发育时期的表达谱;通过显微注射Hamsl1 siRNA到棉铃虫3龄幼虫中对Hamsl1基因进行RNA干扰后,利用qPCR技术检测15个Z染色体基因的表达情况,分析Hamsl1是否调控Z染色体基因剂量。【结果】成功克隆了棉铃虫Hamsl1基因的cDNA序列,鉴定出Hamsl1基因mRNA存在2种剪接体,分别命名为Hamsl1a(GenBank登录号: MK564008)和Hamsl1b(GenBank登录号: MK564009)。功能域分析发现HaMSL1含有典型的PEHE和coiled-coil功能域,具有MSL1蛋白的特征。qPCR分析表明,Hamsl1基因位于棉铃虫Z染色体上;棉铃虫Hamsl1a与Hamsl1b基因表达均具有发育时期特异性,在成虫期表达量最高,且雌雄化蛹后基因表达量差异显著,具有性别特异性。通过同源比对和qPCR分析,在DNA水平鉴定了15个Z染色体候选基因。显微注射Hamsl1 siRNA于3龄幼虫体内72 h,干扰效率为36.01%~64.27%,并未发生雄性致死现象;与对照组相比,Hamsl1 RNAi处理组中棉铃虫15个Z染色体基因在雄性个体中整体呈现表达量上调趋势,而在雌性个体中平均表达水平差异不显著。【结论】本研究初步探明Hamsl1基因位于棉铃虫Z染色体上,且该基因可能通过抑制雄性棉铃虫Z染色体基因表达,调控棉铃虫Z染色体剂量补偿。本研究为深入研究棉铃虫剂量补偿分子机制和绿色防控棉铃虫提供了理论基础。     

光强度对棉铃虫交配行为的影响

【目的】为阐明光强度对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)交配行为的影响。【方法】本实验设置4个光照强度(0,0.5,5.0和50.0 lx),观察记录不同光照强度下棉铃虫雌蛾的求偶行为;分别通过单个腺体性信息素提取法和解剖雌虫受精囊的方式,检测不同光照强度下棉铃虫的雌蛾性信息素滴度和交配率。【结果】在强光(50.0 lx)下,棉铃虫雌蛾求偶起始时间最长,求偶持续时间最短,求偶次数最少,雌蛾性信息素滴度始终处于较低水平,交配率也属于最低。在微光(0.5 lx)下,雌蛾求偶起始时间最短,求偶持续时间最长,求偶次数最多;雌蛾性信息素始终处于较低水平,但暗期后段求偶率高达40%。【结论】强光(50.0 lx)可以抑制棉铃虫雌蛾的求偶行为、性信息素的合成及交配;微光(0.5 lx)可以促进棉铃虫雌蛾的求偶行为;相对黑暗环境(0 lx),微光(0.5 lx)还可以促进棉铃虫快速(1 h)完成交配,微光(0.5 lx)对棉铃虫的交配行为具有重要意义;求偶和性信息素的合成没有必然联系。本研究可为探讨光对夜蛾交配行为的影响提供一定的理论基础,也可为利用物理、化学通讯信息调控夜蛾行为提供一定的参考。     

盐城棉区棉铃虫田间种群对Bt蛋白的抗性基因频率

【背景】转Bt基因抗虫棉已经在我国进行了近20年的大规模商业化种植,产生了显著的经济和环境效益。但是,靶标害虫棉铃虫的抗性是转Bt基因抗虫棉产业健康发展所面临的最大问题,而抗性监测是解决这一问题的必要管理措施。盐城市是江苏省转基因抗虫棉的主产区,但有关该地区棉铃虫对转Bt基因抗虫棉的抗性基因频率未见报道。【方法】于2012年在盐城三龙镇和东台镇棉区采集田间棉铃虫种群,检测了初孵幼虫对花铃期转Bt基因抗虫棉中30幼嫩叶片的敏感性,用区分剂量法检测了2龄幼虫对Bt蛋白的抗性基因频率。【结果】取食转Bt基因抗虫棉叶片后,棉铃虫初孵幼虫在9 d内全部死亡;三龙镇和东台镇棉铃虫2龄幼虫对Bt蛋白的抗性基因频率分别为7.6×10-3和6.9×10-3。【结论与意义】目前,盐城棉区的棉铃虫对转Bt基因抗虫棉仍保持很高的敏感性,棉铃虫种群对Bt蛋白的抗性基因频率没有发生显著变化,但仍需持续监测。