赤拟谷盗HSP70基因克隆和竞争定量PCR检测

为研究赤拟谷盗Tribolium castaneum受到热胁迫后高度保守的热激蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）基因的表达变化,本研究扩增了681 bp的赤拟谷盗hsp70片段,编码227个氨基酸残基,GenBank登录号为HM345948。同源性分析表明：赤拟谷盗hsp70核苷酸序列与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata的hsp70（GenBank登录号：AF322911.1）同源性最高,为97%;其推测的蛋白序列与马铃薯甲虫、甘蓝夜蛾Mamestra brassicae、黑腹果蝇Drosophila melanogaster和美洲斑潜蝇Liriomyza sativae的HSP70蛋白均有94%以上的同源性。利用RT-PCR技术得到与赤拟谷盗hsp70进行竞争定量的内部竞争物, 以等量的目标cDNA和一系列稀释的竞争模板进行竞争PCR扩增,构建了hsp70的竞争定量PCR检测体系, 该体系标准曲线的线性方程为Y=1.032X-1.618 (r²=0.975)。这些结果为赤拟谷盗的hsp70定量检测提供了方便,并为热控技术防治害虫提供了基础资料。     

农用抗生素TS99高产菌株的选育

在明确链霉素对农抗TS99产生菌Streptomyces fungicidicus YH04孢子的致死浓度为1.2μg/mL的基础上,以链霉素致死浓度为选择压力,采用不同剂量的紫外线照射对菌株孢子进行诱变处理,获得了大量的链霉素抗性基因突变株,进而从中筛选到发酵效价较出发菌株提高60%以上,且遗传稳定性良好的高产菌株Streptomyces fungicidicus YH9407.     

近暗散白蚁β-葡糖苷酶基因RpBg7的克隆及其在毕赤酵母中的表达

【目的】白蚁是自然界中利用木质纤维素能力很强的生物,是纤维素酶的天然资源库。本研究旨在挖掘新来源的纤维素酶基因,为生物质能源的高效利用提供新的天然酶。【方法】根据前期蛋白质组测序的结果,利用PCR结合RACE克隆了近暗散白蚁Reticulitermes perilucifugus β-葡糖苷酶7(β-glucosidase 7)基因RpBg7 cDNA全长序列;通过生物信息学软件分析了RpBg7的序列;用表达载体pPICZαA在毕赤酵母Pichia pastoris X-33中表达RpBg7蛋白,并用4-硝基苯基-β-d-吡喃葡萄糖苷(4-nitrophenyl β-d-glucopyranoside, 4pNPG)为底物检测了表达的RpBg7蛋白的酶活性。【结果】获得了近暗散白蚁的一个内源性β-葡糖苷酶7基因RpBg7(GenBank登录号: MN944395),其开放阅读框长1 485 bp,编码495个氨基酸残基。RpBg7蛋白预测分子量为57 kD,属于糖苷水解酶1(glycosidehydrolase 1, GH1)家族,具有保守的碱性氨基酸残基Glu187和Glu394。通过毕赤酵母表达系统成功表达RpBg7蛋白。酶活性分析结果表明,毕赤酵母胞外分泌蛋白粗酶液和胞内蛋白粗酶液中RpBg7酶活性分别为4.43和7.47 U/mL。【结论】克隆并利用毕赤酵母表达了近暗散白蚁的GH1家族的一个β-葡糖苷酶7基因RpBg7,为后期纤维素酶的改造和应用提供了条件。     

外源毒性物质及其在植物抗虫品种培育中的应用概况

对昆虫具有毒性的外源毒性物质广泛存在于微生物、植物和一些动物中。概述了Bt晶体蛋白、蛋白酶抑制剂、植物凝集素、淀粉酶抑制剂、几丁质酶等几种外源毒性物质的特征、杀虫机理及其基因在植物抗虫品种培育方面的应用概况,并对今后转外源毒性基因抗虫植物的主要研究方向作了探讨。     

挥发性植物源害虫引诱剂筛选与混配方法的新视角

成虫期是农业害虫世代发育链中容易实施人为干预的薄弱环节,利用植物源引诱剂诱杀成虫具有微量高效、兼容配套、环境友好、不易产生抗性等优点。此前已经筛选出了一些简单配方,但其害虫诱杀量占自然种群的比例以及诱杀选择性还未达到令人满意的水平。传统化学生态学技术针对植物源害虫引诱剂的筛选存在两个难题,一是如何将组织程度较高的植物挥发物谱合理地分解为若干子系统,然后对其功能进行有机的耦合;二是针对数量众多的电生理或行为活性成分,如何设计引诱剂配方并进行整体优化。在这篇综述中,作者指出了传统化学生态学某些技术环节的不足之处;综述了近年来国内外植物源害虫引诱剂筛选与应用的新思路以及人类调香术对于引诱剂研制的启示;给出了电生理活性成分的正交组合测定法,以及引诱剂大田配方设计的关键方法——配方均匀设计的原理和案例。     

利用基因组规模数据推断臭虫次目的高阶元系统发育关系

【目的】利用基因组和转录组数据构建臭虫次目(Cimicomorpha)高阶元(科或总科)的系统发育关系;以期为进一步明确臭虫次目的高阶元系统发育关系提供数据。【方法】通过高通量测序技术获取了梨冠网蝽Stephanotis nashi的基因组数据;并将其与已经发表的异翅亚目(Heteroptera)其他38个种的基因组和转录组数据相结合。利用软件BUSCO提取上述物种的单拷贝直系同源基因;并构建了6个不同完整性的数据矩阵;以研究臭虫次目的高阶元系统发育关系。【结果】臭虫次目单拷贝直系同源基因的数量介于397~2 437个之间。在臭虫次目的系统发育关系中;所有结果都支持猎蝽总科(Reduvioidea)、姬蝽总科(Naboidea)、臭虫总科(Cimicoidea)、网蝽总科(Tingoidea)和盲蝽总科(Miroidea)作为单系群;猎蝽总科独立成一支;并与由姬蝽总科、臭虫总科、网蝽总科及盲蝽总科所组成的支系形成姐妹群关系。此外;科级阶元的系统分析结果揭示猎蝽科(Reduviidae)、姬蝽科(Nabidae)、 花蝽科(Anthocoridae)、 网蝽科(Tingidae)和盲蝽科(Miridae)均为单系群; 并支持网蝽科和盲蝽科为姐妹群关系。【结论】本研究结果说明;利用基因组和转录组数据在构建臭虫次目的系统发育关系的实用性;也为深入理解臭虫次目高阶元的系统发育关系提供了基因组和转录组数据。     

二点委夜蛾非典型嗅觉受体AlepOrco的基因克隆、原核表达及多克隆抗体制备

【目的】非典型嗅觉受体(olfactory receptor co-receptor, Orco)与典型嗅觉受体共同形成离子通道,在昆虫嗅觉识别中具有至关重要的作用。本研究旨在克隆和表达二点委夜蛾Athetis lepigone Orco基因,明确其分子特性,为进一步研究该基因在二点委夜蛾中的功能奠定基础。【方法】将二点委夜蛾雌雄成虫触角转录组数据建立本地数据库,通过生物信息学分析获得二点委夜蛾Orco同源基因AlepOrco;利用RT-PCR方法克隆二点委夜蛾AlepOrco基因全长,并在pGEX-6P-1/BL21(DE3)系统中进行了该基因开放阅读框(ORF)的原核表达, 制备多克隆抗体,用Western blot检测抗体特异性;利用qPCR技术检测该基因在二点委夜蛾雌雄成虫不同组织(喙、触角、去除触角和喙的头、胸、腹、足和翅)中的表达谱。【结果】获得了二点委夜蛾AlepOrco的cDNA(GenBank登录号: MN583125)全长序列,开放阅读框长1 422 bp,编码473个氨基酸,序列中有7个跨膜结构区,预测等电点为8.59,分子量为53.40 kD。SDS-PAGE和Western blot分析结果表明AlepOrco能够在大肠杆菌Escherichia coli中高效表达。利用制备的多克隆抗体对二点委夜蛾AlepOrco进行Western blot检测,其能够特异识别成虫触角中AlepOrco蛋白。qPCR结果表明,AlepOrco在二点委夜蛾雌雄成虫不同组织间具有相似的表达模式,都是在触角中的相对表达量最大,在翅中的表达量最小。【结论】克隆并原核表达了二点委夜蛾非典型嗅觉受体基因AlepOrco,制备的多克隆抗体能够特异识别二点委夜蛾成虫触角中的AlepOrco。结果为深入了解二点委夜蛾AlepOrco基因的结构和功能奠定了基础。     

桃小食心虫发育过程中蜕皮激素滴度动态及甲氧虫酰肼干扰滞育的作用

【目的】 经历了长光照和短光照条件,桃小食心虫Carposina sasakii脱果老熟幼虫分别进行非滞育和滞育发育。本研究旨在通过使用蜕皮激素类似物甲氧虫酰肼对桃小食心虫滞育进行干扰,以期达到干扰桃小食心虫滞育的目的,为开发桃小食心虫防治新方法奠定基础。【方法】 利用ELISA法测定了桃小食心虫幼虫滞育和非滞育过程中的20E滴度动态;以清水为对照,测定了不同浓度(0.05, 0.1, 1,2, 5, 7.5和10 mg/mL)甲氧虫酰肼以及0.5和1 mg/mL 20E喷沙处理对桃小食心虫结茧的影响;测定了5mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理中桃小食心虫20E滴度,并跟踪调查了0.1和5 mg/mL甲氧虫酰肼喷沙处理对桃小食心虫滞育的干扰效果。【结果】两种光周期(15L∶9D和12L∶12D)下桃小食心虫滞育和非滞育幼虫生长过程中20E滴度没有差异,均是从幼龄到老龄逐渐降低,脱果时达到最低;但脱果时,长光照非滞育发育幼虫体内20E滴度(0.473 ng/g)显著高于短光照注定滞育幼虫体内的(0.254 ng/g)。非滞育发育幼虫脱果后进入长茧化蛹,虫体20E的滴度显著升高,在蛹期保持较高滴度区间(0.652~1.217ng/g)。滞育发育幼虫脱果后进入圆茧滞育,20E滴度缓慢上升,第4天达到第一个峰值(0.656 ng/g),随后降低,在第8天达到第2个峰值(0.790 ng/g);随着进入滞育稳定期,20E滴度逐渐降低;70 d后达到滞育解除状态,20E滴度持续保持在低滴度水平;第90天达到滞育期间最低滴度(0.424 ng/g),随后20E滴度开始上升。0.05 mg/mL甲氧虫酰肼点滴短光照桃小食心虫脱果幼虫,即可干扰部分滞育圆茧的形成,对桃小食心虫脱果幼虫的LD₅₀为7.039 μg/头。0.05 mg/mL以上浓度甲氧虫酰肼和20E喷沙处理均可有效干扰滞育圆茧的形成,1 mg/mL相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出的干扰活性更高,两者均能使注定滞育的幼虫出现结长茧、畸形茧以及无法结茧的表型;在结畸形茧和无法结茧幼虫中20E滴度显著升高,5mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理不能结圆茧的比例分别为70.0%和66.7%,其中结畸形茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高16.3%和143.0%,异常不能结茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高149.3%和278.6%。部分幼虫接触甲氧虫酰肼后虽能够结圆茧,但能够完成滞育成功羽化的比例减少,甲氧虫酰肼0.1 mg/mL喷沙处理组羽化率仅为20.8%。【结论】 桃小食心虫幼虫在滞育过程中20E保持较低滴度,在生殖发育阶段需要较高滴度。外源甲氧虫酰肼和20E均能够干扰其结圆茧滞育,虫体结茧表型与20E滴度增加幅度具有相关性,相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出更高的干扰活性;甲氧虫酰肼处理减少了桃小食心虫幼虫成功完成滞育的比例。     

紫堇属模式标本馆藏现状及分析（附表）

模式标本是发表新种的依据,对稳定物种学名至关重要。紫堇属(Corydalis DC.)隶属于罂粟科(Papaveraceae)荷包牡丹亚科(Fumarioideae)紫堇族(Corydaleae),是分类学研究的困难属之一。该研究首先基于《中国植物志》、Flora of China以及全球物种名录查询获得被认可的526个紫堇属物种,然后通过检索全球数字化植物标本数据库(JSTOR)、全球生物多样性信息网络数据库(GBIF)和中国数字植物标本馆(CVH)获得了其中395个物种1 894份模式标本,最后对获得的标本信息进行核实、整理和归纳,提取模式类型、馆藏地、采集人、模式产地和采集时间等关键信息进行统计分析。结果表明:紫堇属每个物种平均仅有约5份模式标本; 该属模式标本散落在全球80个标本馆中,其中超过85%为国外采集者采集。未来应当结合文献,加强对该属模式标本的信息考证和规范化整理。     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

嗅觉是昆虫产生行为的重要物质基础,阐明昆虫嗅觉机理有助于调控昆虫行为和进行害虫治理。近年来,许多与嗅觉相关的生物活性分子和相关基因的发现和克隆,对揭示嗅觉机理具有重要作用。作者针对近年来研究较多的气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、气味降解酶以及感觉神经元膜蛋白等,就其生化特性、表达部位、分子结构、生理功能等进行了综述。