RNAi抑制小菜蛾Br-Z2/3基因对下游细胞凋亡基因表达及化蛹的影响

[目的]本研究旨在构建用于小菜蛾Plutella xylostella蛹期特异表达基因Br-Z2/3 dsRNA合成的体外原核表达系统,研究RNAi抑制Br-Z2/3基因对小菜蛾Br-Z2/3和细胞凋亡基因表达及化蛹的影响.[方法]构建小菜蛾L4440-Br-Z2/3重组载体,转化大肠杆菌Escherichia col...     

家蚕翅原基细胞的凋亡和自噬分析

【目的】家蚕Bombyx mori翅原基在生长分化过程中伴随着造血器官和翅囊等组织的消失。本研究旨在分析家蚕翅原基生长分化过程中是否存在细胞凋亡和细胞自噬。【方法】制作蛹期0 d翅原基石蜡切片,利用TUNEL法检测细胞凋亡情况;提取5龄第3天、5龄第6天、上簇第1天、预蛹期、蛹期0 d及蛹期第3天的翅原基总RNA,反转录成c DNA,利用定量PCR检测凋亡和自噬相关基因的表达水平;检测了细胞凋亡相关的Caspase 3和细胞自噬相关的酸性磷酸酶活性。【结果】TUNEL染色发现蛹期0 d的翅原基出现部分细胞凋亡现象;细胞凋亡相关基因Caspase 3和Nc主要在5龄幼虫期有高水平表达,细胞凋亡抑制因子IAP主要在幼虫末期有较高水平的表达;Caspase 3酶活性在上簇第1天出现峰值;细胞自噬相关基因Atg5,Atg6,Atg8和Atg12主要在幼虫末期有较高水平的表达;酸性磷酸酶活性也主要在幼虫末期较高。【结论】在幼虫期可能存在细胞凋亡,抑制了翅原基细胞的增殖,进而阻止了翅原基的生长分化;在幼虫末期可能同时存在细胞凋亡和自噬,促进翅囊等的退化,同时阻止了翅原基细胞的增殖,推动了翅原基向蛹翅的发育。     

异色瓢虫酪氨酸羟化酶基因不同发育历期表达及RNAi抑制黑化效果分析

酪氨酸代谢在昆虫黑色素形成中具有重要的调控作用。本研究为探讨酪氨酸代谢调控异色瓢虫黑色素代谢平衡及其发育的影响,先检测异色瓢虫不同发育阶段酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)基因表达情况,采用RNAi技术对4龄幼虫注射dsTH RNA抑制酪氨酸羟化酶mRNA表达,探索其在蛹期和成虫羽化阶段黑色素形成中的潜在功能。研究结果表明,TH基因在4龄幼虫体内的表达量最高,而在预蛹阶段和羽化后第2天开始表达量显著性下降。其次,dsTH RNA注射后能够显著降低TH本基因的表达,且异色瓢虫4龄幼虫发育缩短,与注射dsGFP RNA组相比较,提前化蛹。最后,dsTH RNA注射后异色瓢虫蛹的重量略有增加,且发育出现异常,即蛹的颜色变化不加深,与对照组相比较,无黑色斑点出现。这些结果表明成虫是在蛹期开始形成黑色素的,及酪氨酸羟化酶能够通过调控酪氨酸代谢途径而影响异色瓢虫化蛹阶段的发育和表皮颜色的变化。相关研究结果有助于丰富酪氨酸代谢调控异色瓢虫表型的内容,为将来保护异色瓢虫,并将其用于害虫生物防治提供理论基础。     

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。     

一个调控抗菌肽表达的小菜蛾肽聚糖识别蛋白(PxPGRP-SA)

【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)是昆虫免疫系统中一类重要的模式识别蛋白。本研究旨在阐明经苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis侵染后,小菜蛾Plutella xylostella PGRP-SA基因(命名为Px PGRP-SA)在体内的表达模式和对抗菌肽基因的表达调控。【方法】本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析B.thuringiensis侵染小菜蛾幼虫后Px PGRP-SA的转录模式,通过RNAi技术结合抗血清封闭实验检测Px PGRP-SA对小菜蛾抗菌肽基因的表达调控作用。【结果】qRT-PCR检测表明,小菜蛾4龄幼虫在注射具有活性的B.thuringiensis 6 h后,Px PGRP-SA在脂肪体和血细胞中表达量迅速上升,其中脂肪体中的表达量在注射24 h后达到高峰,而在血细胞中的表达量在18 h后达到高峰。RNAi沉默小菜蛾4龄幼虫Px PGRP-SA的转录后,可显著降低小菜蛾脂肪体中cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin 4个抗菌肽基因及Dorsal和Sptzle基因的mRNA转录水平;注射anti-Px PGRP-SA封闭小菜蛾体内Px PGRP-SA的活性后,也可降低小菜蛾脂肪体中4个抗菌肽基因的mRNA转录水平;Px PGRP-SA转录沉默后,同时导致添食B.thuringiensis的小菜蛾幼虫的存活率明显降低。【结论】Px PGRP-SA参与了小菜蛾体内抗菌肽cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin基因的表达调控,并在免疫防御B.thuringiensis的侵染过程中起了重要的作用。     

囊状幼虫病病毒侵染对中华蜜蜂营养和免疫反应的影响

【目的】囊状幼虫病病毒(sacbrood virus, SBV)是严重危害中华蜜蜂Apis cerana cerana蜂群健康和种群数量的病原微生物,但其对蜜蜂的致死机制不明。本研究旨在探究SBV对不同发育阶段中华蜜蜂营养代谢和免疫的影响。【方法】分别给中华蜜蜂2日龄幼虫和新羽化成虫饲喂SBV,逐日统计死亡蜜蜂数量,检测病毒对蜜蜂存活的影响;利用qPCR检测中华蜜蜂4日龄幼虫、预蛹以及10和20日龄成虫体内SBV RNA、营养代谢基因(ilp1, ilp2, hex110, hex70b, hex70c和vg)、先天性病毒免疫基因(rel, toll, apidaecin, abaecin, defensin, hymenoptaecin, jra, key和state92e)、细胞凋亡基因(atg7和LOC100577876)和抗RNA病毒基因(dis3和dicer)的表达水平。【结果】 SBV感染显著降低了中华蜜蜂幼虫的存活率,但对成虫的生存影响不明显。SBV RNA在中华蜜蜂4日龄幼虫和预蛹体内的表达量显著高于其在10和20日龄成虫体内的表达量。SBV显著降低了中华蜜蜂幼虫营养代谢基因ilp1, ilp2, hex110, hex70b和hex70c以及成虫营养代谢基因vg和hex110的表达量,但显著提高了4日龄幼虫rel, toll, apidaecin, abaecin, defensin, hymenoptaecin和jra以及成虫key和 state92e等先天性病毒免疫基因的表达量,还引起预蛹体内的细胞凋亡基因atg7和LOC100577876的表达量显著增加。【结论】SBV在中华蜜蜂幼虫和预蛹体内的感染水平远高于在成虫体内的,其对幼虫的危害也大于对成虫。SBV显著影响了中华蜜蜂正常的营养代谢,染毒中华蜜蜂能够提高自身的免疫水平来应对;预蛹期中华蜜蜂幼虫细胞凋亡水平的显著增加可能与化蛹异常及死亡有关。     

苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)表达及其生长发育的影响

【目的】几丁质酶和几丁质合成酶对昆虫的变态发育极其重要。本研究旨在阐明苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾Spodoptera litura几丁质酶和几丁质合成酶基因表达及其生长发育的影响。【方法】利用RT-qPCR检测斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)在斜纹夜蛾不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)和4-6龄幼虫不同组织(体壁、中肠、脂肪体、血细胞、头部和马氏管)中的表达水平以及注射苦瓜素Ⅰ溶液(4 μg/头) 24, 48和72 h时斜纹夜蛾SlCht和SlCHS-A在6龄幼虫各组织中的表达水平。分析在斜纹夜蛾4龄幼虫中注射不同浓度(31.25, 62.5, 125, 250和500 ng/头)的苦瓜素Ⅰ溶液对幼虫和蛹历期、幼虫增重、蛹重、蛹长度、化蛹率、羽化率和存活率的影响,并利用体视显微镜观察斜纹夜蛾幼虫的表型变化。【结果】SlCht和SlCHS-A在斜纹夜蛾中的表达具有发育阶段特异性。SlCht和SlCHS-A在卵期表达量最高,幼虫期和预蛹期的表达量较低;在各幼虫期又表现为6龄幼虫期表达量最高,在其他龄期的表达量低。SlCht和SlCHS-A在斜纹夜蛾6龄幼虫中也显示出组织特异性表达,在血细胞和体壁中高表达,在头部、中肠和脂肪体中低表达。在斜纹夜蛾6龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ能诱导SlCht和SlCHS-A在其各组织中表达量降低;在4龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ后,斜纹夜蛾的生长发育受到抑制,幼虫增重延缓,发育历期延长,化蛹率下降甚至化蛹失败,幼虫及蛹出现较高的畸形率。【结论】苦瓜素Ⅰ可通过诱导SlCht和SlCHS-A表达量的降低来实现对斜纹夜蛾生长发育的抑制作用。本研究为进一步阐明苦瓜素对斜纹夜蛾生长发育的抑制机制提供了新的理论基础,并为进一步应用苦瓜素Ⅰ进行防控奠定了基础。     

麦红吸浆虫3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因SmHMGR的克隆及在滞育与发育变态过程中的表达动态

【目的】3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是保幼激素(JH)合成途径的限速酶。麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性幼虫滞育昆虫。本研究旨在探讨HMGR基因在麦红吸浆虫滞育和发育变态过程中的作用。【方法】通过RT-PCR和RACE技术克隆麦红吸浆虫滞育前幼虫HMGR基因全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析HMGR基因核苷酸和其编码的蛋白氨基酸序列特性;采用qPCR技术测定其在麦红吸浆虫滞育不同时期3龄幼虫及不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹和后蛹以及雌雄成虫)中的mRNA表达水平。【结果】克隆获得一条麦红吸浆虫HMGR基因全长cDNA序列,命名为SmHMGR(GenBank登录号: MG876766)。该基因全长2 548 bp,其中开放阅读框长2 328 bp,编码775个氨基酸,预测的蛋白分子量为84.16 kD,理论等电点为8.29。序列分析发现该基因编码的蛋白具有HMGR蛋白家族典型的HMG-CoA-reductase-classⅠ催化功能域及其他保守功能基序;序列比对和系统发育分析表明,SmHMGR与达氏按蚊Anopheles darling等长角亚目(Nematocera)昆虫HMGR的相似性最高、亲缘关系最近。SmHMGR在麦红吸浆虫滞育前的3龄早期幼虫中表达量显著升高,进入滞育后一直维持较高水平,并在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月达到最高。SmHMGR在蛹期表达量低于幼虫期,预蛹期表达量最低;在雌成虫中表达量显著高于在蛹和雄成虫中的表达量。【结论】SmHMGR的表达与麦红吸浆虫发育密切相关,可能在滞育诱导、维持及滞育后静息状态的维持及生殖中发挥作用,其表达量的降低可能参与了幼虫到蛹的变态。     

家蚕幼虫-蛹变态期前胸腺和脂肪体细胞解离和程序性细胞死亡的比较分析

【目的】检测家蚕Bombyx mori变态期前胸腺细胞的解离、自噬与凋亡,并与脂肪体的进行对比,从而解析昆虫幼虫-蛹变态期过程中不同组织重塑的异同。【方法】以家蚕5龄期、游走期、预蛹期和蛹期前胸腺和脂肪体组织为材料,在光学显微镜下观察前胸腺和脂肪体细胞解离情况;分别利用Lyso-Tracker和TUNEL染色,在荧光共聚焦显微镜下观察细胞自噬和细胞凋亡的发生情况;利用qRT-PCR检测家蚕前胸腺中自噬发生标志基因Atg8的表达水平;利用透射电镜观察前胸腺和脂肪体细胞自噬小体和前胸腺线粒体;利用Caspase3酶活性检测试剂盒测定Caspase3酶活性;利用qRT-PCR检测前胸腺中蜕皮酮(ecdysone)合成相关基因Spo,Phm,Dib和Sad的表达水平;利用酶免疫试验(enzyme-immunoassay, EIA)测定前胸腺中蜕皮酮的含量,进而检测合成蜕皮酮的活力。【结果】在家蚕幼虫到蛹的变态发育过程中,在化蛹第1天家蚕前胸腺和脂肪体细胞中同时开始出现细胞解离;脂肪体细胞自噬和凋亡分别在游走期和预蛹第1天开始出现并逐渐增强;而前胸腺一直到化蛹第2天都没有发生明显的细胞自噬和凋亡;此外,前胸腺中线粒体的形态变化和蜕皮酮合成相关基因的转录水平均与对应时期前胸腺合成蜕皮酮的活力一致。【结论】在变态发育时家蚕不同组织消亡发生的时间不同,虽然前胸腺和脂肪体在化蛹第1天同时出现细胞解离,但是前胸腺直到化蛹第2天都不发生细胞自噬和凋亡,可能与其持续合成蜕皮酮的功能有关。本研究为昆虫幼虫-蛹变态发育时期组织消亡的深入研究提供了理论依据与工作基础。     

小菜蛾几丁质酶基因的克隆及表达分析

昆虫几丁质酶参与昆虫蜕皮、消化、防御及免疫等多种生理过程,在昆虫的变态和发育中发挥着重要作用。本研究采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆获得小菜蛾Plutella xylostella几丁质酶基因,命名为PxyChi。该基因开放阅读框长1677 bp,编码558个氨基酸,推测的蛋白分子量为62.03 kDa。氨基酸序列分析表明,小菜蛾几丁质酶第1-19位氨基酸为蛋白的信号肽,且该序列具有典型昆虫几丁质酶的4个保守氨基酸序列。蛋白结构域分析表明,PxyChi属于几丁质酶Group II家族。进化树分析表明:PxyChi与同属鳞翅目二化螟Chilo suppressalis的几丁质酶亲缘关系最近,为75.5%。不同发育时期的荧光定量PCR分析表明,PxyChi在小菜蛾各个发育时期的表达量不同,其中PxyChi在2、3、4龄幼虫、蛹和成虫中的表达量分别是1龄幼虫的28.22、0.76、0.50、84.83和286倍,PxyChi在成虫的表达量最高。暗示PxyChi蛋白可能参与小菜蛾蛹期旧表皮降解和成虫翅的发育等生理过程。本研究可为探索几丁质酶在小菜蛾发育中的功能提供理论依据。     

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。     

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases, CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella 抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）对氟虫腈的增效作用;以LC₃₀和LC₅₀浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarEs酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量（LC₃₀和LC₅₀）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组CarEs比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低; 抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰 Pxae22和 Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰P xae22和 Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。     

氯虫苯甲酰胺胁迫下小菜蛾ABCC1～ABCC5 mRNA的表达特征

【目的】为探讨小菜蛾Plutella xylostella ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter)与氯虫苯甲酰胺代谢的关系【方法】采用实时荧光定量RT-PCR技术,测定了氯虫苯甲酰胺敏感和抗性小菜蛾及用LC50剂量的氯虫苯甲酰胺处理敏感种群不同时间后ABCC1~ABCC5 mRNA的表达量;并检测了其中过表达的ABCC3~ABCC5在小菜蛾不同发育阶段和4龄幼虫不同组织中的表达量。【结果】所检测的5个ABCC基因在氯虫苯甲酰胺抗性品系中均上调表达,最高为敏感品系的2倍;LC50的氯虫苯甲酰胺处理后ABCC3、ABCC4和ABCC5 mRNA的表达量分别上调2.16倍、2.81倍和1.85倍,ABCC1和ABCC2则分别下调为对照组的65.8%和37.2%。ABCC3的mRNA在幼虫期和雄性成虫中表达量显著高于其它时期;ABCC4的mRNA在各发育阶段表达量差异不大,其中在预蛹期最高;ABCC5的mRNA在3龄幼虫中表达量显著高于其它龄期。在4龄幼虫各组织中,ABCC3、ABCC4和ABCC5在中肠中的表达量均显著高于其它组织。【结论】小菜蛾ABCC3、ABCC4和ABCC5可能在其对氯虫苯甲酰胺的代谢中起作用,该研究结果为进一步探究小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗性与ABCC1~ABCC5的关系奠定了基础。     

菜蛾盘绒茧蜂多分DNA病毒的特性及其对小菜蛾幼虫的生理效应

对菜蛾盘绒茧蜂Cotesia plutellae多分DNA病毒的特性及其对寄主小菜蛾Plutella xylostella幼虫的生理效应进行了研究。结果表明：菜蛾盘绒茧蜂雌蜂输卵管萼中含有大量的多分DNA病毒（polydnavirus, PDV）;一个PDV内含多个核衣壳,最多可达16个;核衣壳长40～168 nm,直径39～40 nm;PDV仅在输卵管萼细胞内复制;雌蜂产卵时,随蜂卵将PDV注入寄主血腔,并扩散到寄主的许多组织中;PDV可能先通过脱膜再侵染寄主组织。雌蜂经Co⁶⁰辐射处理后再寄生（即假寄生）小菜蛾2龄、3龄和4龄初期的幼虫,被寄生后的寄主幼虫几乎全部不能化蛹,但末龄（即4龄）幼虫期显著延长,并在寄生后期,幼虫胸部有褐色的短翅芽出现;即将化蛹的4龄末小菜蛾幼虫被假寄生后,即使每头寄主被过寄生9次,依然能正常化蛹,但不能羽化。假寄生与正常寄生后寄主的脂肪体数量和形态结构有明显的不同,推测在正常寄生的情况下蜂卵孵化时释放的畸形细胞及随后的幼蜂可能对脂肪体的结构产生了作用。     

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。     

蜕皮激素对家蚕脂肪体中BmATG8蛋白亚细胞定位与细胞核皱缩的调控

【目的】昆虫脂肪体是物质合成代谢、先天免疫的重要器官。ATG8蛋白的亚细胞定位是细胞自噬的主要指标之一,细胞核皱缩是细胞凋亡的形态标记之一,目前家蚕 Bombyx mori 中尚未在蜕皮和变态发育进程中对BmATG8蛋白的细胞生物学变化进行观察。本研究旨在同时检测家蚕脂肪体细胞中BmATG8蛋白亚细胞定位和细胞核皱缩的时空变化,研究蜕皮激素(20E)信号对两者的调控作用。【方法】利用免疫荧光和Hoechst染色方法,分别在家蚕幼虫4龄第2天至预蛹第2天、5龄第2天幼虫注射20E (10 μg/头)后以及对游走期幼虫脂肪体中20E受体基因 usp 进行RNAi后,检测家蚕脂肪体中BmATG8蛋白定位和细胞核形态变化。【结果】在家蚕幼虫蜕皮和幼虫-蛹变态发育时期,BmATG8蛋白高水平存在于脂肪体细胞中,同时细胞核发生皱缩。在正常摄食时期,20E处理(10 μg/头)能够诱导细胞中大量出现BmATG8蛋白且存在于细胞质中并诱导细胞核皱缩。对 usp 基因进行RNAi后,脂肪体细胞内的BmATG8蛋白显著减少,同时细胞核皱缩减弱。【结论】家蚕BmATG8蛋白不仅在幼虫-蛹变态时期细胞质中大量存在,而且在幼虫蜕皮时期也大量表达,与细胞核的皱缩同时出现,BmATG8蛋白在细胞质中的定位与细胞核皱缩两者均受到 20E信号通路的调控。本研究为BmATG8蛋白功能及其调控机制的深入研究提供了重要的科学依据。     

不同发育阶段短期低温对小菜蛾生存和繁殖的影响

【目的】本研究通过不同低温时长和低温所处发育阶段对小菜蛾Plutellaxylostella生存和繁殖能力的影响,为冬季蔬菜大棚中小菜蛾的发生及防治提供理论参考。【方法】在相对湿度为55%±10%,12L∶12D的光周期条件下,观察小菜蛾4龄幼虫、蛹和成虫分别经低温（8℃）处理24、48和96h后幼虫的化蛹率、成虫的羽化率、成虫寿命、产卵前期、产卵期及产卵量等指标,以温度为（26±1）℃的处理为对照组。【结果】8℃处理不同时长对小菜蛾幼虫化蛹率的影响差异不显著（χ²=1.58,P=0.664）,但低温所处的不同发育阶段（χ2=1.58,P=0.664）,但低温所处的不同发育阶段（χ²=202.52,P <0.001和低温处理时长（χ2=202.52,P <0.001和低温处理时长（χ²=141.83,P <0.001）显著影响成虫的羽化率;4龄幼虫低温处理后的羽化率均高于蛹期低温处理的（4龄幼虫低温：87.40%;蛹期低温：66.97%）。成虫寿命受低温处理时长（χ2=141.83,P <0.001）显著影响成虫的羽化率;4龄幼虫低温处理后的羽化率均高于蛹期低温处理的（4龄幼虫低温：87.40%;蛹期低温：66.97%）。成虫寿命受低温处理时长（χ²=39.3,P <0.001）和低温所处发育阶段（χ2=39.3,P <0.001）和低温所处发育阶段（χ²=43.0,P <0.001）影响。一定范围内,4龄幼虫低温处理时长对雌雄成虫寿命无显著影响（雌虫：χ2=43.0,P <0.001）影响。一定范围内,4龄幼虫低温处理时长对雌雄成虫寿命无显著影响（雌虫：χ²=41.86,df=3,P=0.330;雄虫：χ2=41.86,df=3,P=0.330;雄虫：χ²=4.55,df=3,P=0.210）,而蛹期（雌虫：χ2=4.55,df=3,P=0.210）,而蛹期（雌虫：χ²=41.86,df=3,P <0.001;雄虫：χ2=41.86,df=3,P <0.001;雄虫：χ²=14.30,df=3,P <0.001）和成虫期雄虫寿命（χ2=14.30,df=3,P <0.001）和成虫期雄虫寿命（χ²=19.32,df=3,P <0.001）随低温处理时长的延长而逐渐延长;雄成虫寿命普遍长于雌成虫寿命（未成熟阶段低温：χ2=19.32,df=3,P <0.001）随低温处理时长的延长而逐渐延长;雄成虫寿命普遍长于雌成虫寿命（未成熟阶段低温：χ²=﹣3.88,P <0.001;成熟阶段低温：χ2=﹣3.88,P <0.001;成熟阶段低温：χ²=﹣5.72,P <0.001）;产卵前期随低温处理时长的延长而延长（未成熟期处理：χ2=﹣5.72,P <0.001）;产卵前期随低温处理时长的延长而延长（未成熟期处理：χ²=14.40,df=3,P=0.002;成熟期处理：χ2=14.40,df=3,P=0.002;成熟期处理：χ²=60.04, df=2, P <0.001）。单雌产卵量除蛹期8℃处理96 h(40.9粒/雌)外,其余处理与对照组（87.3粒/雌）相比无显著性降低。【结论】不同低温处理时长对蛹的生存和繁殖的影响比对4龄幼虫的影响更为明显,且随低温处理时长的延长,对小菜蛾的生存和繁殖的抑制程度加深。     

低温对小菜蛾实验种群的影响

研究了低温(<8℃)对小菜蛾的发育、存活和繁殖的影响.结果表明,卵和蛹在4℃和6℃下死亡率随处理时间的延长而增加,在分别处理55d和70d后,卵和蛹全部死亡;经4℃和6℃处理的蛹,在16℃下羽化成虫的平均产卵量随处理时间的延长而减少,处理45d时,产卵量均为0.小菜蛾幼期各虫态在0℃以下,死亡率随低温强度加大和处理时间的延长而增高.就耐寒力而言,3龄幼虫和蛹最强,其次是2龄和4龄幼虫,卵和1龄幼虫的耐寒力最弱.不同低温和时间处理小菜蛾幼期虫态对其后继虫态的发育历期有较大影响,总体说来,经过处理的小菜蛾幼期虫态,其后继虫态的发育历期普遍延长,一般处理某一虫态对其相邻虫态发育历期的影响最大.小菜蛾蛹经低温处理后其羽化成虫的产卵量随着蛹期所经历低温强度的增强和时间延长而减少.     

低温对小菜蛾实验种群的影响

研究了低温(<8℃)对小菜蛾的发育、存活和繁殖的影响结果表明,卵和蛹在4℃和6℃下死亡率随处理时间的延长而增加,在分别处理55d和70d后,卵和蛹全部死亡;经4℃和6℃处理的蛹,在16℃下羽化成虫的平均产卵量随处理时间的延长而减少,处理45d时,产卵量均为0小菜蛾幼期各虫态在0℃以下,死亡率随低温强度加大和处理时问的延长而增高就耐寒力而言,3龄幼虫和蛹最强,其次是2龄和4龄幼虫,卵和1龄幼虫的耐寒力最弱不同低温和时间处理小菜蛾幼期虫态对其后继虫态的发育历期有较大影响,总体说来,经过处理的小菜蛾幼期虫态,其后继虫态的发育历期普遍延长,一般处理某一虫态对其相邻虫态发育历期的影响最大小菜蛾蛹经低温处理后其羽化成虫的产卵量随着蛹期所经历低温强度的增强和时间延长而减少。