鳞翅目昆虫Hemolin蛋白的研究进展

鳞翅目(Lepidoptera)是昆虫纲的第二大目,属完全变态的昆虫。在此目昆虫的进化过程中独立进化出一种免疫球蛋白家族成员,即Hemolin蛋白。前人在Hemolin蛋白的研究上积累了大量的信息,但仍存在着许多问题,有些问题还存在着矛盾。Hemolin蛋白在鳞翅目昆虫免疫与发育过程中起着非常重要的作用,研究Hemolin蛋白对理解昆虫的免疫和发育有着重要的意义。文中主要对Hemolin蛋白、Hemolin蛋白的功能及其表达调控的信号通路等方面做了一些梳理和总结,并结合自己的研究提出了一些新的观点。     

昆虫类免疫球蛋白结构和功能研究进展

类免疫球蛋白是在无脊椎动物体内发现的唯一的免疫球蛋白家族成员,它对鳞翅目昆虫自身的免疫起着重要的作用。已有研究表明：类免疫球蛋白只存在于鳞翅目昆虫体内,有可溶性和不溶性两种存在方式,在昆虫体内分别具有不同的功能。可溶性类免疫球蛋白通过一些酶和蛋白的作用对入侵昆虫的细菌和病毒进行免疫防御,而不溶性类免疫球蛋白（即以膜结合蛋白的形式出现）对细胞和细胞黏着以及病毒和细菌入侵细胞有着延缓作用。     

昆虫体内章鱼胺和酪胺的研究进展

章鱼胺(octopamine, OA)和酪胺(tyramine, TA)在昆虫体内扮演着各种重要的生理角色。它们协调控制着昆虫的各种器官和行为, 如调节外周淋巴器官功能和影响昆虫的学习与记忆、昼夜节律等, 使得昆虫能够以合理的方式来应对外界刺激, 并被认为在功能上对应于脊椎动物体内的肾上腺素和去甲肾上腺素。虽然都是酪氨酸脱羧基产物, 且酪胺是章鱼胺的生物合成前体, 但它们都通过不同的G蛋白偶联受体在昆虫体内发挥不同的神经调控作用。近年来, 对昆虫体内章鱼胺和酪胺, 尤其是它们与对应受体作用的研究, 日益受到关注。本文对昆虫体内章鱼胺和酪胺的生物合成, 在神经和非神经组织中的分布, 被突触前结构的再摄取以及它们在昆虫体内的不同生理功能等方面的研究进展进行了综述, 特别对章鱼胺和酪胺受体基因的克隆、信号转导途径以及药理作用特性等相关研究的最新进展进行了详细评述。     

活性氧在昆虫体内的功能研究进展

活性氧（Reactive oxygen species,ROS）是一类由氧气不完全还原产生的高活性分子或离子的总称,包括过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2-）、羟基自由基（OH·）和一氧化氮（NO）等,它们参与昆虫体内许多重要的信号转导过程。在昆虫受伤或遭受逆境胁迫时,体内ROS水平会迅速升高,影响昆虫正常的生长发育,甚至导致细胞凋亡;但是适当浓度的ROS有利于维持昆虫体内微生物稳态,在细胞存活、生长、增殖、分化及免疫反应等多种生物功能中起着重要作用。本文围绕ROS在昆虫体内的产生原因、功能、测定方法以及宿主对ROS的调控和清除机制等研究进行了全面深入的综述。     

昆虫飞行肌细胞凋亡的分子生物学研究进展

细胞凋亡是多细胞生物体内由激素刺激,基因调控,蛋白调节的一个主动的程序化死亡过程,对生物体特定组织功能的发生、发展、衰老及退化等具有重要作用。而昆虫飞行肌细胞凋亡对昆虫迁飞行为尤为重要,它直接决定迁飞性昆虫能否选择更适宜的寄主植物和生活条件,进而影响到对农作物的危害地域和严重程度。本文在近年来昆虫细胞凋亡的研究基础上,从分子生物学的角度,综述了调控昆虫飞行肌细胞凋亡的相关基因和蛋白质的研究进展,探讨了昆虫飞行肌细胞凋亡发生与调控的分子生物学机制。     

环境湿度和降雨对昆虫的影响

气候因素与害虫的个体发育和种群动态密切相关.其中,环境湿度(包括空气相对湿度和土壤含水量)变化直接导致昆虫体内含水量变化,从而打破虫体内的水分平衡,进而对其个体发育及群体发生等产生影响.降雨在影响环境湿度的同时,其物理冲刷作用也影响着昆虫田间种群发生动态.因此,研究环境湿度和降雨对昆虫的影响很有意义.本文综述了环境湿度和降雨及其它环境因子(如温度等)的联合作用对昆虫的影响,介绍了其在影响昆虫生长发育、生存、行为、生殖和种群生态学方面的研究进展,并简要介绍了环境湿度调节(如灌溉等)在调控害虫(如棉铃虫)田问种群发生方面的应用.     

昆虫基因启动子及细胞色素P450基因启动子研究进展

细胞色素P450是一类重要的解毒酶系。昆虫在各种内源或外源性有毒物质的胁迫下,通过调控体内细胞色素P450的过表达,对有毒化合物进行解毒代谢,从而适应不利环境。在昆虫体内,P450基因表达的调控主要发生在转录水平上,启动子作为基因的一部分,能够与RNA聚合酶结合形成转录起始复合体,进而控制基因表达的起始时间和表达程度。基于此,就昆虫启动子的分析及功能验证的主要方法、昆虫启动子的结构特征及昆虫细胞色素P450基因启动予的一些研究进展进行概述,以期为昆虫细胞色素P450基因启动子的深入研究提供借鉴。     

滞育昆虫营养物质的积累、转化与调控

滞育是昆虫度过不良环境的一种生存适应策略,营养物质的利用、积累和转化影响昆虫的滞育。滞育期间,昆虫体内发生一系列生理生化变化,包括脂类、碳水化合物和氨基酸等内源营养物质呈特异性地积累或转化,保障了滞育个体在逆境中存活及滞育解除后发育的能量需求。外源营养物质对昆虫滞育的影响较复杂,其种类、丰度、质量能通过"食料-寄主-天敌"营养关系进行传递,影响昆虫体内营养物质的积累和转化,改变昆虫的耐寒性、滞育率等,制约昆虫的滞育深度、滞育存活率。滞育昆虫营养物质积累、利用机制复杂多样,胰岛素信号通路-叉头转录因子以及激脂激素的调控效应在滞育诱导及营养物质转化中起到了关键的调控作用,但滞育的系统性调控仍需进一步深入研究。     

转基因丹参中aSm-miR858过表达致酚酸类活性成分含量显著下降

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)体内水溶性酚酸类物质具有显著的药理活性并已成为目前研究热点。植物体内microRNAs(miRNAs)作为一类非编码小分子RNA,广泛参与生长、发育、信号转导及环境胁迫的调控,但miRNAs参与植物体内次生代谢调控研究的报道较少。本研究前期通过Small RNA高通量测序获得的1条丹参miR858(命名为Sm-miR858)序列为基础,通过over-lapping PCR技术构建了人工Sm-miR858前体(aSm-miR858)植物过表达载体(35S:aSm-miR858),并对丹参进行转化,以分析丹参体内Sm-miR858过表达后对酚酸类活性成分合成的影响,进而探索Sm-miR858在丹参体内的生物学功能。实时定量PCR和RNA印迹结果显示,在各阳性转基因株系中,Sm-miR858均呈现不同程度过表达。同时,Sm-miR858的潜在靶标基因Sm-PAP1表达水平呈现相应不同程度的显著下调,且转化株系中酚酸类活性成分含量均低于同期的野生型丹参。进一步检测上述各丹参植株中酚酸类活性成分代谢途径相关酶基因表达水平。结果显示,酚酸类次生代谢途径中关键酶基因表达水平均呈现不同程度的显著下调。结果说明,丹参中可能存在Sm-miR858通过负调控SmPAP1的表达,来控制酚酸代谢途径关键酶基因的表达,进而影响酚酸类物质合成的调控模式,其具体精密调控机制正在进一步研究中。     

茶儿茶素类体内代谢动力学研究进展

儿茶素类作为绿茶的主要成分,具有广泛的生物学行为和药理功能.众多研究表明虽然儿荼素类在体外细胞体系中呈现较强的生物学活性,但其体内与体外表现不尽相同.本文对儿茶素类在生物体内的吸收、分布、代谢产物等进行综述,并对儿荼素类体内研究的前景进行展望,以期为儿荼素类作为药物或辅助药物的开发提供理论依据.     

植物挥发物对蛾类昆虫性信息素的影响

在植物与昆虫的协同进化过程中,植物挥发物与昆虫性信息素的相互关系一直以来被认为是物种间的重要通信系统。这种相互关系表现为植物挥发物对昆虫生理和行为的影响上,影响昆虫性信息素的合成和昆虫对性信息素的行为反应。本文针对植物挥发物对蛾类昆虫性信息素的影响进行了综述。评述了寄主植物挥发物对蛾类昆虫性信息素或前体的合成及性信息素的产生与释放的影响,总结了寄主植物和非寄主植物挥发物对蛾类昆虫的求偶行为的调控作用及对蛾类昆虫性信息素的增效或抑制作用阐述了植物挥发物影响蛾类昆虫对性信息素行为反应的机理,并且讨论了目前存在的问题。     

昆虫迁飞的调控基础及展望

昆虫迁飞是在长期适应多变的环境过程中进化形成的一种行为对策,也是昆虫的种类和数量繁多,以及迁飞害虫经常暴发成灾的主要原因.昆虫迁飞行为的发生不仅受到外界环境因素的影响,而且受到本身生理因素的调控.目前,国内外对此类研究主要集中在生态环境、生理因素、行为学以及种群遗传学方面的调控机制.随着分子生物学技术的发展,昆虫迁飞行为发生的分子调控机制也越来越受到重视.在对国内外主要昆虫迁飞调控机制概述的基础上,对新的分子生物学技术在昆虫迁飞调控中的应用进行了探讨与展望.     

类黄酮调节生长素的极性运输(综述)

生长素在植物体内是通过极性运输方式输送的,这个运输过程是一个严格调控的过程.目前对其调控机理尚不了解.植物体内广泛存在的类黄酮类物质影响生长素运输,对生长素运输起负调控作用.     

酯酶基因扩增及突变与昆虫抗药性

有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的大量使用导致昆虫对其产生抗药性。酯酶是昆虫体内重要的解毒代谢酶,酯酶基因表达量上升和点突变使其代谢或结合杀虫剂的能力增强是昆虫对常用农药产生抗药性的2个重要原因。文章概述昆虫酯酶基因扩增及突变所导致的抗药性,进一步分析了酯酶突变对蛋白结构和功能的影响。     

昆虫谷胱甘肽S-转移酶的基因结构及其表达调控

谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferases, GSTs）属于一个超家族,目前已从20多种昆虫中克隆得到了近百个GSTs基因序列。这些基因分属于至少3个类别,Ⅰ（Delta）类,Ⅱ类和Ⅲ（Epsilon）类,其中Ⅰ类和Ⅲ类是昆虫特异性的类别。昆虫Ⅰ类GSTs基因通常由多基因家族编码,基因多态性在不同昆虫种类中差异很大。Ⅱ类基因的种类较少,基因的结构较简单,通常是单拷贝基因。Ⅲ类基因是最近才鉴定出来的新类别,目前仅在黑腹果蝇和冈比亚按蚊中明确了其在染色体上的定位。基因簇、可变剪接和基因融合等机制是导致昆虫GSTs基因多态性的主要原因。在抗性昆虫种群中,GSTs表达量的增加有mRNA水平的提高和基因扩增两种机制,但后一种机制的报道很少。GSTs活性的增加是由于属于一类或多类的多个同工酶的增量调控,也有少数是由于单个同工酶的增量调控。GSTs的表达受反式调控元件和顺式调控元件的调控。目前仅有少数含有调节基因的染色体大致位点和可能的调控元件得到鉴定。     

昆虫microRNA的研究进展

MicroRNA (miRNA)是20世纪90年代发现的一类由内源基因编码的长度约21~24 nt的非编码单链RNA分子, 广泛存在于真核生物中, 对基因的转录后调控起着非常重要的作用。本文简要介绍了miRNA的产生与调控机制, 同时从昆虫miRNA的发现鉴定、 靶基因预测与功能验证, 昆虫miRNA的序列特征与进化, 果蝇和非果蝇类昆虫miRNA生物学功能以及供昆虫miRNA研究的网络平台等方面对昆虫miRNA的最新进展进行了综述, 旨在为进一步研究昆虫miRNA提供借鉴和参考。对昆虫miRNA的研究表明其参与调控细胞分化、 增殖及凋亡、 胚胎发育、 器官发生、 形态构建、 生理代谢、 环境协调、 行为认知、 免疫防御等几乎所有的生物过程。因此, 深入研究其生物功能、 调控网络和开发应用等可能成为今后一段时间昆虫miRNA研究的重要内容。     

昆虫先天性免疫信号通路研究进展

昆虫体内形成了强大的免疫防御系统,其被各种微生物攻击时能依靠病原相关分子模式识别蛋白对感染进行区分和激活体内信号通路诱导如抗菌肽之类的效应分子.昆虫体内控制先天性免疫的信号通路分别是:Toll通路、IMD通路和JAS/STAT通路,这3条通路在信号传递过程中存在协作,并且,这些通路与脊椎动物体内某些通路存在惊人相似、在免疫调控通路方面存在共同的进化起源.这揭示了先天性免疫在动物体内存在的普遍性和机体抵御病原感染的重要性.     

蛋白酪氨酸磷酸酶调控机制的研究进展

蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatases,PTPs)是真核细胞中参与磷酸化水平调节和信号转导的重要催化酶。PTPs的调控异常与肿瘤等众多疾病的发生有关。多种调控机制参与对PTPs功能和活性的调节,包括蛋白质磷酸化、蛋白质水解、小类泛素化修饰等等。对体内PTPs调控机制进行深入研究有助于为这些疾病的基因治疗提供更多有效靶标。现就PTPs的调控机制展开综述。     

昆虫内共生菌在昆虫防御中的作用

共生菌在昆虫体内的生长、繁殖过程中起着十分重要的作用,如营养功能、解毒作用、调控生殖及与寄主适应性等等。近些年,一些学者提出了共生菌在寄主抵御天敌等逆境的胁迫时也具有重要的作用。其在寄主防御中的作用可分为3类:(1)昆虫体内共生菌能产生具有抗真菌作用的代谢物,能够抵御病原真菌的入侵,提高寄主的适应性。(2)昆虫抵御寄生蜂的作用与其体内的共生细菌密切相关。(3)共生菌也能产生有毒物质保护寄主免于被捕食。昆虫共生菌在寄主防御中的作用机制除了产生抗菌物质和聚酮类等有毒物质外,还可能通过与水平传播的寄生物(horizontal transmission parasites,HTPs)竞争寄主资源来直接保护寄主。对共生菌的作用的深入研究将有可能进一步明确其功能,并加以利用。     

蝎β型昆虫毒素的结构及其与钠通道作用机制

蝎毒素是蝎为防卫的需要而产生的一系列活性短肽.其中蝎昆虫特异性毒素可特异性结合并调控昆虫可兴奋细胞膜上的钠离子通道,是研究离子通道结构与功能的首选探针,并在转基因抗虫植物及生物杀虫剂研究方面具有潜在的应用价值.本文对蝎β型昆虫毒素的结构与功能及其对钠离子通道的作用方式和β毒素的电压传感器捕获(voltage sensor-trapping)模型做一综述,为进一步揭示蝎β毒素的结构与功能的关系和在农作物抗虫领域的应用提供依据.