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。     

油菜素内酯对盐渍下油菜幼苗生长的调控效应及其生理机制

为了探讨油菜素内酯对植物耐盐性的调控,以甘蓝型油菜"南盐油1号"为试验材料,研究了外源24-表油菜素内酯(24-EBL)对100、200 mmol/L Na Cl胁迫下油菜幼苗干重(DW)、相对含水量(RWC)、渗透调节能力(OAA)、叶片气体交换参数、气孔限制值(Ls)等的调节效应,还测定了不同器官的Na+、K+、Cl-含量,并计算各器官的K+/Na+和SK,Na。结果表明:(1)在不同浓度的盐胁迫下,油菜幼苗DW显著下降,胁迫下外源喷施10-12、10-10、10-8、10-6mol/L 24-EBL作用下,油菜植株干重均不同程度的上升,且植株干重都在10-10mol/L 24-EBL(EBL2)处理下达到最大值,分别比100、200 mmol/L Na Cl胁迫下增加29%和20%。与对照相比,非盐胁迫下外源喷施10-12、10-10、10-8、10-6mol/L 24-EBL,油菜幼苗植株干重与对照相比均无显著变化。(2)不同Na Cl浓度胁迫下,油菜叶片的RWC显著下降,外施EBL2可显著提高油菜叶片的RWC和OAA。(3)不同浓度Na Cl胁迫下,油菜幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均不同程度下降,而Ls显著上升,而外喷EBL2可不同程度的提高Pn、Gs、Ci、Tr,降低Ls。(4)与对照相比,Na Cl胁迫下油菜幼苗叶片、叶柄和根的Na+和Cl-含量均显著上升,Na Cl浓度愈高,Na+和Cl-含量上升愈显著。而K+含量均下降,外源EBL2可显著降低幼苗各器官的Na+和Cl-含量,对幼苗叶片K+含量没有影响,但提高了叶柄和根中的K+含量。上述表明,合适浓度的24-EBL外喷可明显提高油菜的耐盐水平,且不同浓度Na Cl胁迫下,最适24-EBL浓度均为10-10mol/L。主要是因为外源喷施24-EBL能显著改善离子稳态和渗透调节能力,从而改善盐胁迫下油菜幼苗的光合作用、水分状况,提高其耐盐性。而24-EBL对盐处理下油菜植株气孔限制的显著改善是其促进其光合、水分利用的重要原因,也是其对100 mmol/L Na Cl处理的油菜生长调控效果优于200 mmol/L Na Cl处理的重要原因之一。结果还显示,在叶片中,24-EBL外施可通过排Na+和Cl-来维持植株离子稳态,而对K+影响不大;在根、茎中可通过排Na+、排Cl-、吸K+维持稳态。     

嗜菌异小杆线虫侵染后暗黑鳃金龟和大黑鳃金龟幼虫脂肪体和中肠组织超微结构观察

【目的】探究昆虫病原线虫嗜菌异小杆线虫沧州品系 Heterorhabditis bacteriophora strain Cangzhou侵染对蛴螬脂肪体和中肠的影响,进一步明确其对蛴螬的致病机理。【方法】采用透射电镜技术,观察暗黑鳃金龟 Hololtrichia oblita (Faldermann)和大黑鳃金龟 H. parallela Motschulsky 2龄幼虫被嗜菌异小杆线虫沧州品系侵染后其脂肪体和中肠组织的病理变化。【结果】血腔注射感染期病原线虫嗜菌异小杆线虫沧州品系悬浮液24和48 h后,观察发现暗黑鳃金龟和大黑鳃金龟2龄幼虫脂肪体和中肠的组织结构均按时序逐渐发生变化,起初表现为脂肪球变形或变小,颜色变浅,脂肪体细胞和中肠细胞内质网、线粒体肿胀,中肠微绒毛变形脱落等现象,48 h后包裹脂肪球的膜结构破裂,脂肪体细胞和中肠细胞线粒体破裂,内质网数量减少,中肠微绒毛大量脱落,同时核内染色质大量解离,核膜破裂。【结论】经昆虫病原线虫嗜菌异小杆线虫沧州品系处理后,暗黑鳃金龟和大黑鳃金龟两种金龟甲2龄幼虫脂肪体和中肠细胞均出现明显的病理变化过程,这是嗜菌异小杆线虫高效致死蛴螬的原因之一。本研究可为昆虫病原线虫作为一种生物防治手段在蛴螬的综合防治中更好地发挥作用提供理论依据。     

吉林省丽金龟科(昆虫纲:鞘翅目)昆虫物种多样性

为了解吉林省丽金龟科Rutelidae昆虫物种多样性以及其在不同农业昆虫地理区域之间差异,2010-2012年连续三年对吉林省5个亚区38个取样地点进行了调查。共采集到丽金龟科昆虫标本2913号,隶属6属13种,其中多色异丽金龟Anomala chamaeleon(56.7%)、黄褐异丽金龟Anomala exoleta(16.2%)和中华弧丽金龟Popillia quadriguttat(12.0%)是优势物种。吉林省不同地理区域丽金龟科昆虫物种组成和多样性差异明显,吉东南区(A区)优势种是多色异丽金龟,吉中西区(B区)优势种是黄褐异丽金龟和中华弧丽金龟;吉林省中部的A3亚区和B1亚区的多样性指数、均匀度指数较高;吉林省最西部B2亚区的多样性指数、均匀度指数、物种丰富度指数最低,优势度指数最高。相似性分析结果表明,A区中3个亚区之间相似性系数较高,而A区各亚区和B区各亚区间相似系数较低。     

西花蓟马蛋白的提取及双向电泳体系的建立

【目的】蛋白样品的制备是获得良好双向凝胶电泳(2-DE)图谱的前提,建立合理的西花蓟马蛋白的双向电泳体系,获得分辨率较高、重复性较好的图谱,能够为后续的研究提供有力支撑。【方法】实验以西花蓟马成虫为实验材料,对比了饱和酚法、TCA/丙酮法和直接裂解法3种蛋白提取方法,从中选出最适宜双向电泳分析的一种蛋白提取方法。【结果】3种方法蛋白提取率差异显著,直接裂解法蛋白提取率最高,饱和酚法的蛋白提取率最低;3种方法的SDS-PAGE条带数差异不明显;TCA/丙酮法的双向凝胶图谱效果最好,蛋白点最多。【结论】TCA/丙酮法能够有效去除西花蓟马蛋白中的干扰物质,是最适合西花蓟马双向凝胶电泳的蛋白提取方法,为后续西花蓟马在蛋白组学方面的研究奠定了基础。     

低温胁迫后红树植物秋茄幼苗光合特性及蔗糖代谢的恢复机制

为明确低温胁迫后红树植物光合恢复机制,以3种伤害程度的秋茄(Kandelia obovata)幼苗为材料,研究低温胁迫后秋茄幼苗叶片冷害指数(CⅡ)、光合荧光参数、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及蔗糖代谢等变化特征。结果表明,随着低温胁迫伤害程度的增大植株幼苗叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、叶绿素含量(CHL)、叶绿素a/b(Chla/Chl/b)值、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭系数(q_P)以及APX活性均逐渐降低,而CⅡ、非光化学猝灭系数(NPQ)、相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量均逐渐增加。另外植株幼苗叶片蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和可溶性总糖(TSS)、蔗糖含量却随着伤害程度加大而先增后降。低温胁迫后恢复15天,轻度伤害(LLS)和中度冻害(MLS)的植株均未出现明显伤害症状,而严重冻害(SLS)的植株大部分叶片出现叶焦、芽枯现象。低温胁迫恢复3天后,LLS和MLS植...     

利用两种不同引物扩增金龟子COI序列片段的研究与对比

利用两类不同的引物,即通用引物(L1490,H219S)与特异引物(Pat,Jerry)分别对4种常见金龟子线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)基因片段序列进行扩增和测序,获得长度为689 bp与775 bp的序列.对测序结果进行遗传距离分析,并构建了4种金龟子系统进化树.结果表明,特异引物扩增序列的遗传距离在种内稳定性与种间的差异性都明显优于通用引物扩增序列,利用特异引物扩增序列所构建的系统进化树最符合实际情况,因此利用特异引物扩增序列更能够准确的对金龟子进行分类.     

短期夜间低温胁迫对秋茄幼苗碳氮代谢及其相关酶活性的影响

采用人工控制手段,研究短期夜间低温对秋茄幼苗叶片光合特性、色素含量、抗氧化系统、细胞膜透性以及碳氮代谢相关酶活性的影响。结果表明：(1)低温16 h内,秋茄的净光合速率、气孔导度、气孔限制值均显著降低,而胞间CO2浓度显著增加。(2)低温低于8 h,叶片叶绿素含量、类胡萝卜素含量以及Chl a/Chl b比值均未产生显著变化,而Car/Chl 比值显著增加。低温12、16 h,其叶片光合色素均下降,尤其白天下降幅度更大。(3)低温16 h内叶片可溶性总糖一直增加,而蔗糖含量、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性均在低温12 h后下降。(4)低温16 h内叶片可溶性蛋白、游离氨基酸含量以及羧肽酶活性均增加,而低温8 h时叶片内肽酶活性就开始下降。(5)低温16 h内叶片相对电导率、MDA均增加,而叶片POD活性均下降,尤其夜间下降更明显。另外,低温4、16 h能显著降低叶片SOD活性。以上说明,低温16 h时秋茄叶片光合作用的下降主要是因为非气孔导度限制引起,这主要与光合色素下降、抗氧化酶活性降低有关。此外,短期夜间低温通过影响SS、SPS、内肽酶以及羧肽酶活性,从而抑制了秋茄自身的碳氮代谢调控能力。     

油菜素内酯浸种对盐胁迫番茄种子萌发的影响及其生理机制

为揭示油菜素甾醇类化合物提高作物耐盐的效应和机理,研究了10^-11、10^-10、10^-9、10^-8、10^-7、10^-6、10^-5 mol/L 2,4-表油菜素内酯（EBL）浸种处理对0、50、100、150、175 mmol/L NaCl胁迫7 d的番茄种子萌发、生长、溶质积累、抗氧化代谢的影响。结果显示：NaCl浓度越高的盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种可体现出越显著的促进番茄种子萌发的效应;在所有处理下,EBL浸种浓度过高,即10^-6、10^-5 mol/L EBL,均表现出对种子萌发的抑制效应。盐胁迫下种子萌发后,一定浓度的EBL浸种可表现出明显的增加种子胚根和下胚轴长,提高萌发种子鲜重和种子活力指数,其中10^-9 mol/L EBL浸种处理促进效果最适;EBL浸种浓度过高,则表现出抑制效应。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种均可降低萌发种子体内的O₂^·-、H₂O₂、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量;盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种可显著提高萌发种子可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）的含量。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL处理可不同程度促进番茄种苗超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的上升。综上所述,盐胁迫下,一定浓度范围内的EBL浸种可明显促进番茄种子萌发或成苗,其中以10^-9 mol/L EBL浸种的效果最好,主要是因为EBL施用可积极促进番茄种子萌发中物质转化,SS和SP等溶质积累增多,增强其渗透调节能力;同时SOD和POD酶活增强,缓解盐胁迫导致番茄种子萌发中的次生氧化胁迫。     

转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对田间节肢动物多样性的影响

【背景】转基因手段已成为改良玉米品种的重要途径之一,具有诸多优点的转基因玉米越来越受到人们的青睐。转基因玉米带来巨大经济和社会效益的同时,其安全风险问题也引发人们广泛关注,因此有必要对转基因玉米进行生物多样性影响评价。【方法】采用直接观察法和陷阱法对种植转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2及其对应的非转基因对照郑58的田间节肢动物进行调查,分析其群落组成、群落结构及主要类群动态。【结果】转基因玉米CC-2无论是喷施除草剂还是不喷施除草剂处理,与其对应的非转基因对照郑58相比,田间节肢动物群落组成、群落结构,以及田间主要节肢动物类群动态均无显著差异。【结论与意义】初步认为转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对节肢动物多样性无安全风险,为转EPSPS基因抗除草剂玉米的推广提供一定生态安全数据。