家蚕鞣化激素基因对翅展及繁殖力的调控作用

[目的]昆虫鞣化激素(Bursicon)是由神经系统分泌的一种异源二聚体神经肽,对昆虫表皮鞣化、翅展等功能具有调控作用.本研究旨在探究鞣化激素基因与家蚕Bombyx mori翅发育及对繁殖力相关基因的关系,明确其对翅展和繁殖力的调控作用.[方法]采用RNAi技术,分别注射Bursicon基因的dsRNA(dsBmBur...     

小菜蛾鞣化激素基因克隆及其功能分析

鞣化激素是调节昆虫表皮骨化和翅膀发育的一种神经激素, 尽管已经在许多不同种昆虫上克隆了鞣化激素基因, 但是关于小菜蛾 Plutella xylostella鞣化激素及其基因的研究至今未见报道。本研究克隆了两个小菜蛾鞣化激素基因Pxbursα和Pxbursβ （GenBank 登录号分别为KF498645和KF498646）全长cDNA, 其序列长度分别为537 bp和360 bp, 与已报道的其他昆虫的鞣化激素氨基酸序列一致性分别为51%~68% 和37%~57%。实时定量PCR分析发现Pxbursα和Pxbursβ均在蛹期表达量高, 而在幼虫期和成虫期的表达量低。以Pxbursα部分序列的双链RNA（dsRNA）饲喂小菜蛾4龄末期幼虫, 发现蛹期Pxbursα的表达受到了显著抑制, 小菜蛾的发育停滞在蛹期而无法正常羽化, 并最终死亡。由此推测, 小菜蛾鞣化激素基因在蛹期的大量表达对其生长发育和羽化具有重要的作用。     

禾谷缢管蚜鞣化激素基因克隆及功能分析

【目的】探讨禾谷缢管蚜 Rhopalosiphum padi （Linnaeus）鞣化激素基因的发育表达模式及功能。【方法】采用转录组测序得到禾谷缢管蚜鞣化激素基因bursicon-α 和 bursicon-β cDNA序列。通过实时荧光定量PCR方法,分析该基因的发育表达模式。利用RNA干扰（RNA interference, RNAi）介导 bursicon-α 和bursicon-β 沉默,分析鞣化激素的功能。【结果】序列分析结果显示,禾谷缢管蚜鞣化激素α亚基基因（bursicon-α）cDNA序列开放阅读框为480 bp,编码159个氨基酸残基;β亚基基因（bursicon-β）cDNA序列开放阅读框为417 bp,编码138个氨基酸残基。时序表达分析表明,鞣化激素两个亚基基因在禾谷缢管蚜整个发育期均有表达,以1龄若蚜期表达量最高;成蚜有翅个体中表达量显著高于无翅个体。RNAi介导的 bursicon-α 和 bursicon-β 沉默均能显著抑制禾谷缢管蚜成蚜表皮的黑化。【结论】研究结果表明,鞣化激素在禾谷缢管蚜体壁黑化中发挥着重要作用。该结果为进一步研究鞣化激素在蚜虫生长发育过程中的生理功能提供了基础资料。     

昆虫漆酶的研究进展

从昆虫漆酶的种类、分布、序列信息、研究方法以及体内功能等方面对昆虫漆酶的研究现状进行综述,并提出昆虫漆酶有望应用于木质素降解和害虫防治等领域。     

昆虫鞣化激素及其受体研究进展

昆虫通过多种激素调控蜕皮过程,以完成生长发育。鞣化激素与其受体结合,调节昆虫表皮发育及鞣化、翅的伸展和成熟、肌肉收缩、卵子边缘细胞的迁移等,对昆虫的生长发育具有重要作用。鞣化激素由两个亚基(BURS和PBURS)构成,主要在胸腹神经节中合成,两个亚基在结构及其进化上较为保守,氨基酸序列中均含有11个半胱氨酸残基,在某些特定的组织中具有独立的生物学活性。鞣化激素受体为G蛋白偶联受体(G protein coupled receptor,GPCR)亚家族成员,富含亮氨酸重复序列,被命名为d LGR2。LGR2的C端区域(含多个丝氨酸残基)和N端区域(富含亮氨酸重复结构域)对于其行使正常功能具有重要作用。鞣化激素释放至血淋巴中与LGR2结合,激活c AMP/PKA信号,使酪氨酸羟化酶(Tyrosinehydroxylase,TH)磷酸化,磷酸化的TH将酪氨酸(Tyrosine)羟化为多巴(DOPA),进而引起表皮的黑化和硬化过程。另外,昆虫鞣化激素亚基形成的同源二聚体可激活转录因子Relish,调控免疫反应。本文结合近年来该领域研究成果,对鞣化激素及其受体的分子结构特性和时空表达进行分析,同时,对其在翅的延展和成熟、表皮黑化和硬化以及免疫等方面的功能研究进展进行综述,为深入认识昆虫鞣化激素及其受体作用机制提供参考。     

昆虫激素对信息素合成和释放的调节

<正> 昆虫信息素的产生和释放受各种环境因子和生理因子的影响,这些因子的信号通过神经激素的调节来控制信息素的合成和释放,同样对于接受信息素信号的个体,神经激素可调节对于信息素的反应活动。 一、Barth提出的关于神经内分泌 对于昆虫信息素调控的假设     

昆虫产卵驱避激素的研究概况

<正> 许多研究结果表明,昆虫能通过接受和感觉“驱散信息素”(deterring semiochemical)来识别已被占领的食物资源。在某些昆虫中,此类信息素能阻止同种个体在已被占领的食物资源上停留或取食;在另一些昆虫中,则能阻止雌成虫在同一位置再次产卵。这种阻止产卵的信息素称为产卵驱避素(oviposition—deterring pheromone,简称ODP)。在有些昆虫中,ODP是由雌成虫在产卵时释放出来的,并附着于卵     

MicroRNA调控昆虫免疫的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为21nt的非编码单链RNA分子,在各种生物学过程中具有转录后水平调控基因表达的重要作用。本文从miRNA调控昆虫抗菌肽的表达、调控昆虫抗病毒免疫反应、调控昆虫与共生菌的免疫反应及调控昆虫作为病原体媒介引起的免疫反应等方面,就miRNAs在昆虫免疫防御方面的研究进展作一综述。     

鳞翅目昆虫抗病毒免疫反应的研究进展

鳞翅目昆虫种类繁多,对农业生产和人类生活产生重大影响,宿主昆虫与病毒相互关系的研究对于利用病毒杀虫剂进行害虫治理和益虫病毒性疾病的预防具有重要意义.因此,鳞翅目昆虫与病毒的互作研究显得尤为重要,宿主昆虫的免疫系统在抗病毒感染过程中发挥着关键作用,对病毒产生不同程度的免疫反应.本文综述了昆虫围食膜和中肠对病毒入侵的防御作用,病毒进入体腔后昆虫所产生的细胞免疫和体液免疫反应,以及RNAi、细胞的自噬与凋亡、Toll、Imd、JAK-STAT和STING信号通路等相关的抗病毒免疫途径,并对昆虫抗病毒免疫研究的制约因素和未来鳞翅目昆虫抗病毒免疫的研究重点进行了讨论,以期为害虫的生物防治和益虫疾病的防控提供理论依据.     

Tracheole migration in an insect wing

Summary Insect tissues are supplied with oxygen by a system of long and highly branched cuticular tubes known as tracheae and tracheoles. During the growth of with imaginal discs in moths and butterflies, tracheole cells migrate distally from the base of the disc. Tracheoles radiate in a distal direction through the extracellular space sandwiched between the upper and lower epithelial surfaces of the wing.Migration of most cells is assumed to be governed by forces intrinsic to the cell. However, the movement of tracheoles is apparently a passive process whose motive force resides in adjacent epithelial cells. After epithelial cells are exposed to ecdysteroid hormones, these cells extend basal processes that are attracted to oxygen-rich tracheoles. By applying traction to the tracheoles with which they establish intimate contact, epithelial cells may control the pattern of their distribution within wing tissue.     

昆虫共生菌的垂直传播

共生菌普遍存在于昆虫体内,它们能够为宿主昆虫提供生长发育所必需的氨基酸、固醇类等营养物质,还能提高昆虫适应高温、寄生虫、病毒等不利环境因素的能力,昆虫则为共生菌提供稳定的生存环境和营养物质,昆虫与共生菌相互依存。多数情况下,共生菌通过垂直传播在宿主代次间进行传播,即共生菌由母代传递给子代。结合最近几年相关研究,本文综述了不同昆虫共生菌的垂直传播模式。除极少数肠道共生菌通过污染卵壳被宿主幼虫取食得以垂直传播外,垂直传播的共生菌多为经卵传播。根据侵染时期的不同,共生菌经卵传播模式多数可分为以下4种：侵染宿主昆虫幼虫中的生殖干细胞、侵染宿主昆虫年轻雌成虫中的生殖干细胞、侵染宿主昆虫雌成虫中的成熟卵母细胞以及侵染宿主昆虫囊胚期胚胎。其中,有些共生菌是以共生菌菌胞整体侵染的方式进入到宿主卵巢。另外,少数肠道共生菌也通过卵巢进行垂直传播,此类共生菌先侵染卵巢侧输卵管并在侧输卵管聚集,待卵排放至侧输卵管时再进入到卵中。在文中,我们也探讨了昆虫共生菌垂直传播过程中的细胞机制和免疫机制,包括共生菌避开宿主免疫反应、共生菌通过内吞作用进入卵巢以及不同共生菌间的协同作用等。     

Wing serial homologs and the origin and evolution of the insect wing

The origin and evolution of insect wings has been the subject of extensive debate. The issue has remained controversial largely because of the absence of definitive fossil evidence or direct developmental evidence of homology between wings and a putative wing origin. Recent identification of wing serial homologs (WSHs) has provided researchers with a potential strategy for identifying WSHs in other species. Future comparative developmental analyses between wings and WSHs may clarify the important steps underlying the evolution of insect wings.     

Hox基因与昆虫翅的特化

自从1978年E.B. Lewis描述了著名的果蝇双胸突变体（bithorax）以来,大量的比较发育遗传学研究为我们揭示了形态进化的遗传基础,从而使形态进化研究进入了一个新的时代。同时,Hox基因的研究也成为这一领域的焦点。本文综述了昆虫翅的起源及其特化类群翅的发育遗传学研究的最新进展。一般认为,原始的有翅昆虫胸腹部多附肢（包括翅）; 之后不同的体节受到了不同Hox的抑制,形成两对翅以及前后翅的分化; Ubx的不同表达导致了前后翅的分化,并且Ubx负责识别后翅。我们选择翅特化最为显著的3个类群——鞘翅目（T2鞘翅）、双翅目（T3平衡棒）和捻翅目（T2平衡棒）,结合Hox的表达情况讨论了翅的特化机理。目前已知双翅目和鞘翅目的翅的控制模式存在巨大差异,两种模式的比较研究对于理解翅的形态进化具有重要的意义。但是对捻翅目昆虫的研究则很少。     

昆虫免疫致敏研究进展

通常认为昆虫缺少获得性免疫(acquired immunity)且完全依赖天然免疫系统(innate immune defense system)来应对病原微生物的感染。然而越来越多的研究表明,昆虫等无脊椎动物早期的病原菌感染经历能够增强后期遭遇病原感染时的免疫力,这种现象称为免疫致敏(immune priming)。类似于脊椎动物的获得性免疫,一些昆虫在致敏后可以展现出极大程度的特异性和记忆性,致敏保护效应甚至可以达到种或菌株水平的特异性,并且可以跨代传递。昆虫在体内缺乏获得性免疫分子元件的基础上,仍然可以实现免疫的记忆性和特异性,说明昆虫的天然免疫系统存在独特的机制来调控该过程。本文综述了昆虫免疫致敏和跨代传递的研究进展,探讨了昆虫免疫致敏发生的特定条件及影响因素,并对昆虫免疫致敏和跨代传递的潜在调控机理进行了阐述。此外,免疫致敏本身可能是耗能的过程,本文也从致敏可塑的角度探讨了致敏反应的适应性代价。最后,对昆虫免疫致敏未来的研究方向以及在害虫防治中的应用前景进行了展望。     

昆虫天然免疫反应分子机制研究进展

昆虫体内缺乏高等脊椎动物所具有的获得性免疫系统, 只能依赖发达的天然免疫系统抵抗细菌、 真菌、 病毒等外源病原物的侵染。本文概括了昆虫天然免疫反应发生和作用的分子机制相关进展, 重点阐述了重要免疫相关因子在昆虫天然免疫反应中的功能和作用机制。昆虫天然免疫反应分为体液免疫和细胞免疫两种, 二者共同作用完成对病原物的吞噬 (phagocytosis)、 集结 (nodulation)、 包囊 (encapsulation)、 凝结 (coagulation)和黑化（melanization）等。当昆虫受到外界病原物的侵染时, 首先通过体内的模式识别蛋白（pattern recognition proteins/receptor, PRPs）识别并结合病原物表面特有的模式分子（pathogen-associated molecular pattern, PAMPs）, 继而一系列包括丝氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶抑制剂在内的级联激活反应被激活和调控, 产生抗菌肽、 黑色素等免疫效应分子, 清除或杀灭外源物。抗菌肽是一类小分子量的阳离子肽, 具有广谱抗菌活性, 针对不同类型的病原物, 抗菌肽的产生机制也不尽相同。昆虫体内存在着两种信号转导途径调节抗菌肽的产生： 一是由真菌和大部分革兰氏阳性菌激活的Toll途径; 二是由革兰氏阴性菌激活的Imd途径（immune deficiency pathway）。这两个途径通过激活不同转录因子调控不同抗菌肽基因的表达参与昆虫体内的天然免疫反应。