东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis Meyen)生殖系统的解剖和组织构造

东亚飞蝗的内部解剖和组织构造是作者等近年来工作的一部分,在1955年曾发表了消化系统的部分,现在把生殖系统部分赓续刊出,以供有关方面参考。本文承梁静莲同志绘图,谨此志谢。 蝗科的生殖系统解剖在文献中有很多资料,其中值得特别提出的如Snodgtass(1935)曾研究了 Dissosteira carolina L.的内部解剖;Fedorov(1927)对Anacridium aegyptium L.     

东亚飞蝗雄性生殖系统组织结构观察及三维可视化数字模型

本文研究东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)雄性生殖系统组织解剖结构及三维可视化数字模型的构建。采用石蜡切片技术对东亚飞蝗进行组织切片,脱水、透明、HE染色和拍照;并应用冰冻切片技术将冰冻包埋剂包埋后的飞蝗雄性个体进行连续切片,进行截面图像信息采集,建立数据集;通过Photoshop、Image-Pro Plus(IPP)软件对雄性生殖器官截面图像进行分割、处理、序列化和三维重建。通过试验观察分析东亚飞蝗雄性生殖器官精巢、附腺、输精管、精球囊和射精囊及交配器的组织构造;并成功构建了飞蝗雄性生殖系统的三维结构可视化数字模型。该模型可以任意旋转,能从不同角度观察,该试验为研究和教学提供了理论基础。     

注射dsRNA对飞蝗Knickkopf基因在mRNA和蛋白水平的沉默效率

【目的】本研究旨在评估dsRNA对飞蝗Locusta migratoria Knickkopf(Knk)基因mRNA和蛋白表达的沉默效率,以期为基于RNAi技术探索飞蝗体内基因功能的研究提供基础资料。【方法】选择飞蝗2龄第1天的若虫,将体外合成的飞蝗Knk基因dsRNA注射进入飞蝗体腔内,注射后48,72和96 h分别解剖试虫的腹部表皮,一半用于RT-q PCR方法检测其mRNA表达;另一半用于Western blot法检测其蛋白的表达量。【结果】dsRNA注射进入飞蝗体腔内48,72和96 h后,与对照相比,Knk mRNA水平相对表达量分别降低78.3%,96.2%和95.1%;Knk蛋白表达量分别降低61.2%,33.3%和52.9%。【结论】注射ds Knk能显著沉默飞蝗Knk基因mRNA水平和蛋白水平的表达,但mRNA水平的沉默效率高于蛋白水平。     

曲酸对飞蝗酚氧化酶以及其他生化酶活性的影响

酚氧化酶(Phenoloxidase)可以催化黑色素中间体多巴胺的形成,是昆虫黑化作用中的关键酶,在昆虫细胞免疫和体液免疫过程中发挥着重要的作用。"近年来,酚氧化酶成为新型杀虫剂靶标的研究对象之一,而酚氧化酶的抑制剂曲酸(Kojic acid)对昆虫解毒酶和保护酶的影响的研究却很少。为了探索酚氧化酶与昆虫其他解毒酶或保护酶类的关系,本文利用含不同剂量曲酸的麦麸饲喂飞蝗,检测飞蝗存活率以及虫体酚氧化酶(PO)、乙酰胆碱酯酶(AChE)、解毒酶(ESTs和GSTs)和保护酶(POD、SOD和CAT)的活性。结果发现,曲酸对飞蝗无明显毒力;在曲酸处理1 d和3 d后,曲酸处理组飞蝗PO二酚酶活性显著低于对照,5 d和7 d后飞蝗PO活性与对照相比差异不大;处理3 d后,飞蝗AChE活性显著低于对照,而5 d后AChE相比于对照显著升高;偏高浓度的曲酸在1 d和3 d后对飞蝗ESTS和GSTs有显著的抑制,5 d和7 d后飞蝗ESTs和GSTs活性上升;曲酸在1 d和3 d后引起了飞蝗保护酶的升高,5 d后飞蝗保护酶有一定的下降。以上结果表明,曲酸对飞蝗PO有明显抑制作用,同时也干扰了昆虫其它生化酶的活性。由此推测,曲酸可以作为杀虫剂或者杀虫真菌的增效剂。     

对中国飞蝗种下阶元划分和历史演化过程的几点看法

前人把我国飞蝗划分为东亚飞蝗、亚洲飞蝗和西藏飞蝗三个亚种，并推测我国最原始的飞蝗发生地可能是郑州-开封东北至临清-禹南以南的古黄河冲积扇地带。由于飞蝗的形态、生理、生态等性状受气候与生态条件影响，从而在地区间变化很大，而且过去关于我国飞蝗发生动态和演化的分析均忽视了地史中重大气候事件的影响，因此有关结论的可靠性值得质疑并有待深入验证。根据分子群体遗传学的最新研究结果，我们认为：(1)我国飞蝗应被重新划分为青藏种群、海南种群和北方种群3大类群；(2)我国东部地区(辽宁、黄淮平原、陕西和山西)的飞蝗与海南的飞蝗之间的遗传差别已达亚种水平，因此不是东亚飞蝗，而是亚洲飞蝗经过适应性演化在我国华北地区形成的特异地理宗——华北地理宗；(3)华北地理宗的形成应是末次冰期后种群大规模扩张的结果，推测是由蒙新高原的飞蝗沿黄河流域逐步扩散而来；(4)结合历史上飞蝗发生的情况可以推断，在中国，至少在北至北纬46℃的地区，光周期不会成为飞蝗发育的限制性因素，有效积温可能是惟一限制性气候因子。因此，在气候逐渐变暖的趋势下，飞蝗有逐渐向北扩散的可能，东北地区将会逐步具有飞蝗大发生所需要的必要气候条。     

沿海蝗区东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)产卵场所选择的Logistic回归模型

以沿海蝗区南大港水库为研究区域,通过2002和2003两年野外450, 50 m规则栅格取样获取东亚飞蝗卵块、植物种类及其密度、土壤特性如含盐量、5 cm含水量、pH、有机质及地形（阴坡和阳坡）等数据,采用多元Logistic回归模型,运用SAS软件筛选出与飞蝗产卵场所选择密切相关的变量,建立用于预测飞蝗产卵场所选择的Logistic回归模型。结果表明用植株密度（veg_d）和土壤含水量（water）所组建的模型能较好地预测飞蝗产卵选择,logP(Y=1)1-P(Y=1)=21.63-76.23water-5.43log(water)-086(veg_d)。利用拟合优度(Goodness of fit)、预测准确性(Predictive accuracy)及模型x2统计(Model chi-square statistic)等指标对模型进行评价的结果表明,所组建的用于预测飞蝗产卵场所选择的Logistic回归模型是可靠的,且能较好地预测事件是否发生。研究结果为区域蝗灾早期预警提供了科学依据和方法,对今后预测飞蝗产卵地点选择及防治决策有较高的实用性和应用价值。     

不同RNAi方法对飞蝗触角高表达基因沉默效率的比较

【目的】RNAi技术在研究飞蝗功能基因组学方面已经日趋成熟,飞蝗触角中富含有丰富的气味结合蛋白、转运蛋白以及气味降解酶等,这些蛋白在昆虫嗅觉信号传导中发挥着重要的作用,但是关于高效降解这些基因的相关RNAi方法还未知,因此本文通过分析不同RNAi方法对飞蝗触角高表达基因的沉默效率差异变化,以此探索一种高效降解飞蝗触角高表达基因的方法,为后续研究基因功能提供理论依据与技术指导,为从飞蝗嗅觉机制方向设计防控蝗灾的分子靶标奠定基础。【方法】以Lm CYP3117C1基因为目标基因,飞蝗为实验材料,选取飞蝗5龄若虫解剖触角、下颚须、翅、跗足、中肠、马氏管6个组织部位,利用实时荧光定量PCR技术分析基因不同组织部位的表达特异性。用不同溶剂溶解ds RNA(DEPC水,丙酮和DEPC水(1︰1)混合溶剂,0.1%Triton X-100),分别采用注射法(触角窝注射和腹部注射),浸泡法和涂抹法3种方法干扰靶标基因,利用实时荧光定量PCR技术分析基因表达抑制情况,研究不同RNAi方法对基因表达量变化的影响。【结果】Lm CYP3117C1基因在飞蝗若虫6个组织部位均有表达,在触角的表达量最高,分别是下颚须、翅、跗足、中肠、马氏管的3.78倍、2.10倍、10.84倍、363.48倍、365.16倍。通过在两边的触角窝注射ds CYP3117C1,24 h后飞蝗雌雄虫触角Lm CYP3117C1表达量显著降低,雌虫和雄虫沉默效率分别为76.84%和87.51%,但在其他组织部位(下颚须、翅、跗足、其余整虫)基因表达量没有发生显著变化;飞蝗腹部注射ds CYP3117C1,24 h后雌雄虫触角的基因表达水平均发生显著降低,其中雌虫触角沉默效率达68.60%,雄虫沉默效率达61.10%,另外,飞蝗雌虫跗足Lm CYP3117C1基因表达量也发生显著降低,但下颚须、翅和其余整虫没有明显变化;飞蝗雄虫下颚须,其余整虫Lm CYP3117C1基因表达有显著降低,翅和跗足没有发生明显变化;将飞蝗触角浸泡于溶于不同溶剂的ds CYP3117C1溶液中(DEPC水、丙酮和DEPC水(1∶1)混合溶剂、含0.1%Triton X-100的DEPC水),分别浸泡1,3,5 min,24 h后检测雌雄虫触角Lm CYP3117C1基因表达情况,结果显示没有发生明显变化;将ds CYP3117C1分别溶于DEPC水和含0.1%Triton X-100的DEPC水中涂抹飞蝗触角,24 h后发现飞蝗雌雄虫触角Lm CYP3117C1基因表达水平无显著变化。【结论】飞蝗触角浸泡法和涂抹法干扰Lm CYP3117C1没有显著效果,腹部注射法对飞蝗触角Lm CYP3117C1的沉默效率较低,触角窝注射法可以高效降解Lm CYP3117C1,可作为飞蝗触角高表达基因RNAi的主要干扰方法。     

飞蝗热休克蛋白70cDNA片段的克隆和序列分析

采用R-PCR方法对海南、河北和辽宁3个飞蝗(Locusta migratoria L．)种群的热休克蛋白70(HSP70)基因cDNA片段进行克隆。在事先优化的条件下,通过简并性上游引物和下游引物扩增出了河北种群飞蝗HSP70基因的604bp cDNA片段(GenBank登录号为AY299637),推导的氨基酸序列包含201个氨基酸残基。分析表明,由飞蝗该片段推导的氨基酸序列与其他昆虫的同源性较高;3个种群该片段的核苷酸序列相似性更高达98．75％。由此推测,飞蝗种群间抗寒性的差异可能不是HSP70的序列变异引起的,而与HSP70的诱导表达有关。     

温度和紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统的影响

为探讨西藏飞蝗(Locusta migratoria tibetensis Chen)对环境的适应机制,报道了温度和紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统影响。以西藏飞蝗成虫为试材,研究5—20℃低温、30—45℃高温胁迫和紫外线辐射对其抗氧化酶活性和膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量的影响。在5—20℃低温胁迫下,成虫体壁和消化道超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量分别随温度降低而升高;在30—35℃高温胁迫下,成虫SOD、POD和CAT活性分别随温度升高而升高,当温度超过35℃时,3种氧化酶活性均下降。长波紫外辐射(UV-A)和中波紫外辐射(UV-B)对处理后24h和72h成虫的SOD活性的影响大于可见光,在UV-A、UV-B和可见光3种光波长处理下,成虫的POD和CAT活性随光照时间的延长而增加,其中UV-B对两种酶活性影响大于UV-A和可见光,表现为UV-B处理组>UV-A处理组>可见光处理组;UV-A和UV-B处理能导致虫体体壁MDA含量明显升高,且对脂质过氧化的诱导存在时间效应;雌虫体壁、雌虫消化道、雄虫体壁和雄虫消化道的MDA含量分别在UV-B72h、UV-A72h、UV-A72h和UV-B72h达最大值0.72、0.88、0.66和0.94 nmol/g鲜重。在20—5℃低温胁迫下,西藏飞蝗成虫抗氧化酶活性升高,能较好的保护自身免遭活性氧自由基的伤害;西藏飞蝗对高温忍耐力差,在高于35℃高温胁迫下,成虫SOD、POD、CAT活性均下降;在长波和中波紫外辐射下,西藏飞蝗抗氧化酶活性显著升高,是西藏飞蝗对紫外线辐射强度大的青藏高原的一种重要适应。     

飞蝗细胞色素P450基因LmCYP6FD3的表达及其在杀虫剂解毒中的作用

【目的】研究飞蝗Locusta migratoria细胞色素P450基因的分子特性和生物学功能。【方法】搜索飞蝗转录组数据库,获得细胞色素P450基因cDNA序列,采用RT-PCR技术克隆目的基因cDNA全长序列。采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)技术测定其在飞蝗5龄若虫不同组织(胃盲囊、前肠、中肠、后肠、体壁、精巢、卵巢、肌肉、血淋巴、脂肪体和马氏管)中及不同发育阶段(卵、1-5龄若虫及成虫)的表达水平。采用RNA干扰(RNAi)技术沉默飞蝗2龄若虫细胞色素P450基因,检测基因的沉默效率,并研究该基因干扰后,2龄若虫对杀虫剂马拉硫磷、西维因和溴氰菊酯3种杀虫剂的敏感性。【结果】克隆获得飞蝗细胞色素P450基因的cDNA全长序列(Gen Bank登录号:KT316378),将其命名为LmCYP6FD3,其核苷酸序列全长为1 563 bp,编码521个氨基酸。研究发现该基因在飞蝗5龄若虫马氏管中高表达,其次是后肠和脂肪体中,在其他组织中的表达量相对较低;对LmCYP6FD3在飞蝗不同发育阶段的表达进行检测,发现该基因在飞蝗整个发育阶段均有表达,在若虫期表达量较高。RNA干扰结合杀虫剂生物测定结果表明,LmCYP6FD3在RNA干扰24 h时的沉默效率最高;2龄若虫点滴接触西维因,RNAi处理组(dsLmCYP6FD3注射组)与对照组(ds GFP注射组)相比,死亡率提高了32%。【结论】克隆获得飞蝗LmCYP6FD3的cDNA全长序列,该基因在飞蝗马氏管中高表达,并可能参与西维因在飞蝗体内的解毒代谢。     

西安市学生膝部长骨的干骺融合时间与身高等发育指标的关系

本文根据西安市2612例学生的活体测量以及电子计算机对数据的统计分析,得出了西安市学生身高等发育指标及有关指数,绘制了有关的发育曲线,讨论了身高等发育指标与膝部长骨干骺融合的关系。