The formation of improved tetraploid population of red crucian carp × common carp hybrids by androgenesis

Bisexual fertile diploid androgenetic individuals (A0) (2n=100) were formed by androgenesis. In this way, the diploid spermatozoa from male allotetraploid hybrids (AT) (4n=200) of red crucian carp (Carassius auratus red var.) (♀) × common carp (Cyprinus carpio L.) (♂) were used to fertilize the UV-treated hap- loid eggs of goldfish (Carassius auratus), and living androgenetic diploid fish were developed. The A0 became sexually mature at the age of 2 years, and they fertilized with each other to form their offspring (A1). In this study, we observed the chromosomal number, gonadal structure and appearance of A1 fish. The results are as follows: (1) In A1, there were 85% tetraploids (A1-4n), 10% triploids (A1-3n) and 5% diploids (A1-2n), suggesting that diploid A0 could produce diploid gametes. It was concluded that the formation of diploid gametes generated from diploid A0 was probably related to the mechanism of pre-meiotic endoreduplication. (2) Among A1, only A1-4n possessed normal ovaries and testes. The mature males of A1-4n produced white semen. Under the electron microscope, the head of diploid sperm generated by A1-4n was bigger than that of haploid sperm generated by red crucian carp. In the testes of the A1-4n, there were many mature normal spermatozoa with a head bearing plasma mem- brane and a tail having the typical structure of "9 2" microtubules. Between the head and the tail, there were some mitochondria. The ovaries of A1-4n developed well and mainly contained II, III and IV-stage oocytes. The IV-stage oocytes were surrounded by inner and outer follicular cells. The micropyle was observed on the oolemma of follicular cells. There were abundant yolks and plenty of endoplasmic reticulum in the cytoplasm of IV-stage oocytes. Because A1-2n and A1-3n were distant crossing diploid hybrids and triploid hybrids respectively, they possessed abnormal gonads, and no mature semen and eggs were observed. (3) Compared with allotetraploids, the A1-4n fish not only had advantages such as fast growth rate and strong resistibility but also showed some new good performances such as high ratio of body width to body length, smaller heads and shorter tails. These results indicated that an- drogenesis could produce bisexual fertile tetraploids and improve the shape of allotetraploid hybrids as well, which will be of great significance in both the cell genetics research and fish breeding.     

综述与专论: 机械敏感性离子通道TMEM63A在髓鞘形成障碍相关疾病中的作用

跨膜蛋白63A（transmembrane protein 63,TMEM63A）是一种机械敏感性离子通道（mechanosensitive ion channel,MSC）,在髓鞘形成过程中发挥重要作用。TMEM63A于2019年与髓鞘形成低下性脑白质营养不良19型（hypomyelinating leukodystrophy 19,HLD19）相关联,确定为HLD19的致病基因。髓鞘是神经系统中由少突胶质细胞形成的兼具营养轴突和加速动作电位传导的结构,髓鞘形成障碍可表现为髓鞘形成低下、髓鞘囊性化和髓鞘变性。髓鞘中脂质含量丰富,不同脂质参与髓鞘形成、修复和胶质细胞与轴突识别等重要过程。TMEM63A变异导致的HLD19为髓鞘形成低下性疾病。TMEM63A变异可引起渗透压改变,细胞上TMEM63A跨膜蛋白受机械刺激产生电流,从而影响少突胶质细胞分化、成熟,导致髓鞘形成异常;同时,TMEM63A变异也可引起细胞膜脂质的分布异常,影响脂质正常功能,异常的脂质通过参与不同的髓鞘形成环节最终导致了髓鞘形成障碍。     

抗疫病加工型辣椒细胞质雄性不育恢复系的创制

为加快抗疫病加工型辣椒细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)恢复系的创制,该试验以单生、长果自交系481 4 10为母本,以抗疫病的恢复系939 1和1021(1) 1为父本配制杂交组合,采用花药培养技术将抗疫病恢复系的Rf基因和抗疫病基因导入单生、长果自交系中,并利用分子标记辅助选择(molecular marker assisted selection, MAS)技术鉴定DH系(Double Haploid line)的Rf基因以及抗病性,进一步用室内苗期抗性鉴定的方法验证MAS筛选的含Rf DH系对疫病的抗性。结果表明：(1)花药培养的供体亲本(481 4 10×939 1)F₁诱导出22个胚状体,成苗后经倍性鉴定获得11个花培DH系;而由供体亲本［481 4 10×1021(1) 1］F₁获得 9个DH系。(2)分子标记CRF SCAR对花培DH系进行分子标记辅助选择验证结果表明,来自供体(481 4 10×939 1)F₁的DH系中有7个可扩增出870 bp的特异条带,占63.6%;而供体［481 4 10×1021(1) 1］F₁获得的DH系中则有8个能扩增出870 bp的特异条带,占88.9%。(3)分子标记FQ01/RQ01对DH系进行分子标记辅助选择筛选结果发现,来自供体(481 4 10×939 1)F₁的DH系有5个能扩增出717 bp的特异条带,占45.5%;而来自供体［481 4 10×1021(1) 1］F₁的DH系有4个可扩增出717 bp的特异条带,占44.4%。(4)MAS技术初步筛选到7个携带Rf的抗疫病DH系,分别命名为‘渝辣选3 2/3 3/3 5/7 1/7 5/7 6/7 9’;苗期抗性鉴定结果显示,7个DH系中5个DH系抗疫病,2个中抗疫病;农艺性状调查和测交实验表明,‘渝辣选3 2’和‘渝辣选7 1’是单生朝天椒、果实较长,味辣,均为CMS恢复系。该研究创制的2个DH系为利用辣椒CMS三系配套选育抗病新品种奠定了基础。     

白菜CesA基因家族鉴定及表达模式分析

为探究CesA基因家族在白菜生长发育及纤维素合成过程中的作用机制,该文通过生物信息学的方法,以白菜的全基因组序列为研究区域,进行理化特征、基因结构、进化特征、保守基序及结构域、顺式作用元件和组织表达等鉴定分析。结果表明:(1)共鉴定出16个编码纤维素合成酶亚基的CesA基因,该家族成员所编码蛋白的理论等电点为4.76～9.12,相对分子量为17.76～122.67 kD,长度为153～1 089 aa。(2)15个基因不均匀地分布于白菜的7条染色体上,Bra036008定位于scaffold上。(3)大部分成员包含4～14个外显子,1～11个保守基序。(4)该家族具有保守的DDD-QXXRW 保守功能域。(5)该家族编码蛋白主要分布在质膜上,二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主,多数成员都含有CesA蛋白典型的N端、C端和跨膜区。(6)CesA基因在茎中表达量相对较高,其中Bra011865、Bra023952和Bra029874在茎、叶、花中显著表达。该研究结果为后续深入研究CesA基因功能以及白菜生长发育研究奠定了基础。     

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。     

小菜蛾成虫下唇须感器的超微结构及其神经元中枢投射

【目的】明确小菜蛾Plutella xylostella成虫下唇须感器的形态结构及感器神经元的投射。【方法】利用光学显微镜观察和扫描电子显微镜观察下唇须结构和感器类型,利用神经回填技术和激光共聚焦显微镜观察下唇须感器神经元在脑部的投射。【结果】小菜蛾成虫下唇须共3节,其上存在Böhm氏鬃毛、钟形感器、鳞形感器、锥形感器、微毛形感器5种不同类型的感器和一个陷窝器结构。Böhm氏鬃毛短小尖细,钟形感器形如顶部凹陷的圆帽,两种感器均分布于下唇须第1节,且大小上均无雌雄二型差异;鳞形感器形同柳叶,锥形感器粗而直,均散生于下唇须的第2和3节,两种感器在大小上均存在雌雄二型差异,其中雌性的鳞形感器显著大于雄性的,根据其雌雄二型差异现象推测雌蛾的鳞形感器可能与感受寄主植物挥发物有关;下唇须第3节中上部具有一个圆形陷窝器结构,雄虫的陷窝器内径为5.68±0.33μm,雌虫的为6.03±0.23μm,雌雄间无显著性差异;凹坑内长有表面光滑的微毛形感器。小菜蛾下唇须感器神经元主要投射于脑部咽下神经节、每个触角叶的下唇须陷窝器神经纤维球和腹神经索3条通路。【结论】阐明了小菜蛾下唇须感器的类型、分布和形态特征及其感器神经元在脑部的投射形态,为深入了解小菜蛾下唇须感器的生理和功能奠定了基础。     

茉莉酸信号受体COI蛋白家族的分子进化与基因表达分析

茉莉酸(Jasmonic acid,JA)存在于所有高等植物中,是植物对病原微生物和虫害防御反应的关键激素。在茉莉酸信号转导中,COI1(COR-insensitive 1)作为茉莉酸信号受体蛋白在其中发挥关键作用。本研究采用生物信息学方法,从藻类、苔藓类、蕨类、裸子及单、双子叶植物多谱系对COI蛋白家族进行比较基因组学研究,并取得以下结果:(1)同源基因鉴定结果发现,在所选的7种陆生植物中一共鉴定了55个COIs同源基因,然而,在低等的水生植物包括绿藻类(Chlorophytes)、红藻类(Rhodophytes)、硅藻类(Bacillariophytes)、灰胞藻类(Glaucophytes)及褐藻类(Phaeophytes)等基因组中均未发现其同源基因;(2)系统进化树分析表明,植物COI蛋白家族可以分为4个保守的亚家族,且在陆生植物扩增的同时可能已发生功能分化;(3)基因结构分析显示,植物COI家族基因结构表现多样性,主要体现在内含子的数目和长度上;(4)基因表达数据提示,COI基因家族成员参与植物生长发育的多个时期,且在不同组织器官以及不同的胁迫应答反应中发挥不同的作用。以上结果将为植物COI基因家族的深入研究提供参考。     

青海曲麻莱-治多地区巴颜喀拉山群(上三叠统)遗迹化石

首次对青海南部曲麻莱-治多地区巴颜喀拉山群上部(上三叠统)遗迹化石进行了系统采集,共采获遗迹化石33属54种。据遗迹化石的形态、习性、水深等环境成因特征,可划分为两类组合:一类以Cosmorhaphe,Helminthopsis,Helminthoida,Megagrapton,Paleodictyon等为主,产生于浊流事件前;另一类以Chondrites,Neo-nereites,Palaeophycus,Phycosiphon,Planolites,Zoophycos等为主,产生于浊流事件后,两者均为半深海-深海Nereites遗迹相的典型代表,反映晚三叠世研究区应为浊流沉积发育的复理石相沉积。     

北京市怀沙-怀九河市级水生野生动物保护区鱼类物种多样性及其资源保护

怀沙河和怀九河是两条自然汇入北京怀柔水库的河流,被规划为北京市第一个市级水生野生动物保护区。2004年3月~2005年2月,作者对该保护区内野生鱼类资源进行了本底调查。调查区域内野生淡水鱼类共计24种(不计引入种),隶属于6目11科24属,以鲤形目鲤科鱼类为主,多为山区溪流小型鱼类。鱼类物种多样性在空间分布上有所不同,两河下游近水库河段物种多样性最高,这可能与两个不同生态环境交界处的边缘效应有关;其多样性在时间上春夏季高于秋冬季。结合区域内的生境特点,建议加强对核心区的保护力度,重新规划缓冲区和过渡区;在保护自然环境的同时,兼顾当地居民的经济利益,达到人与资源的和谐发展。     

七星瓢虫基础研究现状

七星瓢虫对蚜虫等农林业中的重要害虫有较强的控制作用,利用七星瓢虫进行控害的生物防治技术正在逐步推广.本文就七星瓢虫的生物学特性、捕食、对农药的反应以及人工饲养等方面进行综述:七星瓢虫幼虫随龄期增长逐渐出现黄斑,温湿度对生长发育影响较大,以成虫越冬,有滞育现象.七星瓢虫捕食性强,捕食对象较多,包括多种蚜虫、木虱、蚧虫、粉...