飞蝗对两种禾本科植物挥发物的触角电位和行为反应

【目的】检测飞蝗对2种禾本科植物挥发物——癸醛和芳樟醇的触角电位及行为反应,为了解飞蝗的嗅觉机制提供依据。【方法】首先,使用触角电位仪检测飞蝗4龄若虫对癸醛和芳樟醇4个剂量的触角电位反应。其次,使用嗅觉行为仪检测正常条件下4龄飞蝗对癸醛和芳樟醇不同剂量的行为反应。最后,采用嗅觉行为仪检测饥饿和饱食状态下的虫体对癸醛和芳樟醇的行为反应。【结果】4龄飞蝗对癸醛和芳樟醇的EAG值随着剂量增加呈先升高后降低的趋势,均在500μg达到最高值,且在该剂量下,雌雄虫之间的EAG值存在显著差异。正常条件下,1 000μg芳樟醇对飞蝗雌雄虫均有显著的引诱作用,1 500μg癸醛和芳樟醇显著引诱雄虫,500μg癸醛显著引诱雌虫。经饥饿处理后,雌虫被500μg和1 000μg癸醛显著引诱,雄虫被250μg癸醛显著引诱,雌雄虫均被500μg的芳樟醇显著引诱。经过饱食处理后,250μg和500μg的芳樟醇显著引诱雌虫。芳樟醇对饥饿状态下飞蝗雄虫的引诱率均高于饱食状态,在500μg时,引诱率存在显著差异。【结论】飞蝗对这2种植物挥发物的触角电位反应存在剂量效应,雌雄虫触角电位在最佳剂量下存在显著差异。不同剂量的癸醛和芳樟醇可对飞蝗产生不同的引诱效果,饥饿状态下的虫体更易被芳樟醇所吸引。     

东亚飞蝗羧酸酯酶基因的克隆和原核表达

羧酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,其主要功能是水解和结合内源性和外源性含有酯键的有毒物质,减缓其到达靶标部位的时间。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是我国重要的农业害虫,对其羧酸酯酶基因克隆和表达有助于深入探索杀虫剂代谢毒理机制。本研究首先对羧酸酯酶基因(CarE4)进行了克隆,并将其插入到pCold TF DNA Vector中,在大肠杆菌中进行了原核表达,最后用疏水层析和离子交换层析方法对目的蛋白进行了纯化。本文成功建立了羧酸酯酶蛋白原核表达和纯化技术体系,为进一步研究东亚飞蝗羧酸酯酶的生理功能、结构特点和作用原理提供了基础资料。     

基于改良石蜡切片技术的飞蝗胚胎浆膜表皮发育模式及形态变化观察

【目的】通过优化飞蝗Locusta migratoria胚胎石蜡切片制备技术,研究飞蝗胚胎发育时期浆膜表皮变化规律。【方法】通过优化飞蝗胚胎固定前处理、洗涤、脱水和透明等步骤,改良胚胎期石蜡切片制备技术;制备飞蝗胚胎发育第3-10天的石蜡切片,通过HE染色观察浆膜表皮发育规律;通过制备飞蝗发育第6-8天从卵孔端至卵尾端的纵切切片,观察飞蝗胚胎转旋时期的形态变化。【结果】飞蝗胚胎期石蜡切片技术优化后的操作步骤为:固定前Na Cl O预处理和打孔、洗涤30min、脱水30 min和透明30 min。通过此方法可获得表皮结构完整且清晰的胚胎期组织切片。在30℃条件下,飞蝗胚胎浆膜表皮及几丁质沉积形成于胚胎发育的第5天,在第8天时开始降解。飞蝗胚胎的转旋发生在第6-7天,伴随着浆膜和浆膜表皮的形态变化。【结论】本研究优化了飞蝗胚胎石蜡切片制备步骤,揭示了飞蝗胚胎浆膜表皮及胚胎转旋的发育模式,为昆虫胚胎发育的研究提供了基础资料。     

假单胞菌YZ-26来源环酰亚胺水解酶中半胱氨酸残基的反应性能

【目的】研究环酰亚胺水解酶(Imidase,CIH)中的两个半胱氨酸残基的反应性及功能。【方法】设计了3个半胱氨酸突变酶:CIH7,108、CIH7、CIH108。将天然酶以及突变酶基因分别与麦芽糖结合蛋白(MBP)基因在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行融合表达,融合蛋白经纯化后得到了电泳纯的样品。使用5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)对天然酶CIH的巯基基团进行修饰,并分析了DTT对分子状态的影响。进一步研究了经H2O2处理后CIH及其突变酶的锌离子结合能力及分子状态。【结果】酶活测定表明CIH7,108和CIH7的活力基本丧失,而CIH108仍保持了72%的酶活性。CIH中的两个半胱氨酸残基以游离形式存在,不形成链内或链间二硫键。CIH与CIH108为四聚体结构且具有一定的锌离子结合能力,CIH7,108为多聚体,CIH7为单体及多体的混合物且都不具备锌离子结合能力,随着H2O2浓度的增加,CIH中的链内二硫键及CIH108中的链间二硫键逐渐增加。【结论】说明Cys7是结合锌离子和稳定CIH分子结构的必要残基。     

利用基因工程菌HC01固定化细胞转化生产D-对羟基苯甘氨酸

对一菌两酶工程菌HC01转化底物DL-对羟基苯海因(DL-HPH)的最适条件及其细胞固定化进行了研究,HC01游离细胞转化DL-HPH的最适条件为40°C、pH7.5。通过对固定化细胞酶活力测定,确定细胞固定化的最优条件为海藻酸钠浓度2.5%、细胞浓度0.029g/mL、钙离子浓度3%。固定化HC01的热稳定性比游离细胞高5°C,二价金属离子Mn2+、Mg2+、Cu2+、Co2+和Ni2+在浓度为0.1mmol/L时对固定化细胞中D-海因酶(HYD)和N-氨甲酰-D-氨基酸酰胺水解酶(CAB)两酶的活力无显著影响,Mn2+和Mg2+可分别使游离细胞中CAB活力提高至原来的2.1和2.7倍。在氮气保护下,当初始pH为9.0、转化温度为40°C、转速为80r/min,利用固定化HC01转化30g/L的DL-HPH时,36h后转化率可达97%左右,产物D-HPG经纯化后光学纯度达到99.7%,得率可达85%。     

突变型环酰亚胺水解酶的底物专一性

摘要 目的：研究环酰亚胺水解酶（CIH293）C-末端区残基对其底物专一性的影响。方法：通过缺失或替代获得了环酰亚胺水解酶C-末端剔除2个或3个氨基酸残基及C-末端两个Lys替代为两个Glu的突变型酶CIH291、CIH290以及KK292,293EE,用比色法与高效液相色谱法分析了重组野生型酶与突变型酶的底物专一性和动力学参数。结果：突变型酶与野生型酶相比,底物专一性未发生显著改变,最适底物仍为琥珀酰亚胺,然突变型酶对最适底物的亲和力略有降低,导致反应速度减小。结论：环酰亚胺水解酶（CIH293）C-末端区残基的改变对其底物专一性的影响不大,但影响了酶对底物的亲和力。     

高活性Co2+替代海因酶中Co2+的定量及酶学活性鉴定

利用产D-海因酶(HDT)的重组pE-hdt/E.coli菌株,在LB培养基中添加40μmol/L的Co2+,37℃培养10 h, 表达产物经Q-Sepharose 阴离子交换剂和Phenyl-Sepharose疏水层析,获得电泳纯Co2+D-海因酶(Co2+-HDT).该酶对底物DL-海因的比活性较HDT高约6倍,达21.8 U/mg.可见光光谱分析表明,在498 nm和568 nm处呈现Co2+海因酶络合物的特征性吸收峰.用ICP-AES测定纯酶金属离子含量,HDT每摩尔亚基含0.93摩尔Zn2+和0.04摩尔Co2+,而Co2+-HDT中每摩尔亚基中含0.17摩尔Zn2+ 和089摩尔Co2+.这一结果表明,HDT中的Zn2+ 已被Co2+所替代.此外,在动力学常数,pH和温度稳定性,金属螯合剂EDTA的影响等方面,HDT和Co2+-HDT也略有差异.     

飞蝗羧酸酯酶基因LmCarE25的体外重组表达

羧酸酯酶(Carboxylesterase,CarE)是一类在生物中广泛分布的多功能家族酶系,在昆虫抗药性形成机制中发挥重要作用。为探讨飞蝗Locusta migratoria(Meyen)羧酸酯酶基因LmCarE25的生物学功能,本文采用荧光实时定量PCR技术进行研究,发现其在飞蝗成虫各组织部位均有表达,其中胃盲囊、翅和肌肉中表达量较低,中肠、马氏管和脂肪体表达量较高。本文尝试在大肠杆菌和昆虫细胞体外重组表达该酶,构建重组表达载体pET32a-LmCarE25,SDS-PAGE结果显示,LmCarE25可在大肠杆菌BL21(DE3)和JM109中表达,蛋白分子量约为60 ku,但为包涵体;将LmCarE25基因插入真核表达载体pFastBacHTA中,借助Bac-to-Bac体系获得重组Bacmid,以sf9细胞系作为宿主细胞表达目的蛋白,Western-Blot检测结果显示,LmCarE25获得可溶性表达。上述结果为进一步深入研究飞蝗羧酸酯酶家族功能提供了基础资料。     

秀丽隐杆线虫抗铜突变体的筛选及SNP定位

铜在有机体代谢过程中发挥着重要作用, 但过量可产生毒害效应。文章以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为模式生物, 寻找多细胞生物中铜代谢调节的关键基因。采用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变秀丽隐杆线虫, 通过100 000个杂合基因组的筛选得到两个抗铜突变体ms1和ms2。在筛选培养基上野生型停止发育, 而抗铜突变体则可发育到成虫, 且抗铜性状能稳定遗传。与N2的回交实验表明, ms1的抗铜表型可能由单基因隐性突变导致, ms2的抗铜表型消失, 可能是由多基因突变引起。以CB4856和ms1作为亲本, 构建了F2群, 经SNP定位, 确定ms1突变位点位于染色体II(LGII)上, 进一步对LGII染色体上的8个SNP标记进行分析, 将ms1的突变位点定位在LGII:-6附近。秀丽隐杆线虫抗铜突变体ms1的筛选和定位可为深入研究线虫铜代谢及调控的分子机制提供实验依据。     

飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表达

【目的】细胞色素P450是分布极其广泛的超家族酶,在昆虫内源及外源化合物代谢中发挥着重要的作用。本文分析了飞蝗Locusta migratoria CYP408B1和CYP409A1基因在不同组织部位的表达差异,并对两种蛋白进行原核表达,为其分子特性和生物学功能的深入研究提供基础资料。【方法】提取飞蝗5龄若虫不同组织部位的总RNA,体外反转录成c DNA,采用Real-time PCR和RT-PCR技术分析飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,构建表达载体p CW/CYP408B1、p CW/CYP409A1和p AC/CPR,将p CW/CYP408B1和p CW/CYP409A1分别与p AC/CPR在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行共表达。【结果】通过PCR检测,发现CYP408B1和CYP409A1在飞蝗5龄若虫触角、脑、视叶、咽下神经节、胸神经节和附腺中均有表达,其中CYP408B1在附腺中表达量较高。原核表达结果显示,CYP409A1和CPR(NADPH细胞色素P450还原酶)均可表达,蛋白分子量分别约为58 ku和77 ku,但均为包涵体,而CYP408B1未能成功表达。【结论】本文揭示了飞蝗CYP408B1和CYP409A1在不同组织部位的表达模式,并对CYP409A1和CPR进行了原核表达,研究结果为深入探讨飞蝗细胞色素P450基因对杀虫剂的代谢解毒作用提供了实验依据和基础资料。