从野外昆虫体内分离的5株微孢子虫的生物学特性与分子系统发育研究

从广西蚕区的野外昆虫菜粉蝶(Pieris rapae)、桑尺蠖(Hemerophila atrilineata)、斜纹夜蛾(Spodoptera litura)的体内收集到5株对家蚕有一定食下感染力的微孢子虫,通过生物学性状、分子系统发育研究,为其分类鉴定提供依据。来自野外昆虫的5株微孢子虫均具有Nosema属的生物学特性:显微镜下观察形状均呈长卵圆形,与家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)有较明显差异;在生活史的各发育阶段均为双核,以二分裂方式增殖,最后形成双核成熟孢子;与Nb抗血清均产生阳性凝聚反应;超微结构观察均具双核,极丝圈数在12～14圈之间,极丝倾斜角与Nb有差异。根据5株野外昆虫微孢子虫与其它昆虫微孢子虫基于SSU rRNA基因序列构建的系统发育树,以及基于SSU rRNA和rRNA ITS基因序列进行的相似性和遗传距离分析,初步认为5株野外昆虫微孢子虫与家蚕微孢子虫同属异种。     

2种野外昆虫来源微孢子虫的超微结构及生活史观察

将从湖南蚕区野外昆虫菜粉蝶(Pieris rapae)、桑尺蠖(Phthonandria atrilineata)分离到的2种微孢子虫感染家蚕,观察微孢子虫的寄生组织、生活史以及原代微孢子虫与在蚕体侵染繁殖的第1代微孢子虫的超微结构,作为探讨家蚕微粒子病发生与野外昆虫微孢子虫的关系的病原生物学依据之一。用Giemsa染色镜检观察的结果显示,2种来源的微孢子虫可在家蚕幼虫体内全面寄生,在中肠、丝腺、马氏管、脂肪体、生殖腺、肌肉组织、气管丛等组织中均能检出。电子显微镜观察2种来源的微孢子虫的超微结构,并与家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)比较,结果显示在家蚕体内继代的源自菜粉蝶和桑尺蠖的微孢子虫的超微结构特征与Nb基本一致,孢子壁由3层组成,极体分为前后2部分,极丝同型,核成对出现,核形不规则,核膜双层,粗面内质网附含大量的核糖体,孢子后部有后极泡。2种来源的微孢子虫在家蚕体内的发育过程较为相似,所有时期的核都成对出现,以二分裂方式增殖,发育周期分别为72、96 h。     

家蚕胚胎期感染微粒子病的个体对健康群体的影响

胚胎期感染家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)的家蚕个体,其携带Nb在健康家蚕群体中的传播扩散规律是流行病学需要解决的问题,也是家蚕微粒子病检验技术的科学基础。采用流行病学的方法,通过混育和个体育试验,研究胚胎期感染Nb的家蚕个体对健康群体的影响。研究结果表明:胚胎期感染Nb的家蚕中,存在可以完成1个世代(即可以发育到化蛾产卵)的个体;胚胎期被感染的家蚕个体在健康家蚕群体中的感染扩散规律为"连续感染传播扩散"模式;病害在家蚕健康群体的传播扩散与胚胎期感染个体数量和感染程度有关,在幼虫期低剂量感染情况下,感病个体混入率≥5%对群体的化蛾率有明显影响,感病个体混入率≤2%对群体的化蛾率未见明显影响。上述结果可供感染Nb的家蚕子代对健康群体影响的风险阈值确定,以及家蚕微粒子病检验判别标准的评价和检验技术研究参考。     

对从剑纹夜蛾亚科的一种昆虫分离到的微孢子虫的研究

本文研究了从广州石牌省蚕种繁殖试验所桑园中收集到的剑纹夜蛾亚科的一种昆虫分离到的微孢子虫(暂命名N.a)。通过它对家蚕的病原性、超微结构、微孢子的形态大小、在蚕体内的发育周期、血清学关系等研究,结果表明:N.a微孢子虫与近年来困扰省蚕种所蚕种生产的MG_1微孢子虫可能是同一种微孢子虫,揭示了MG_1微孢子虫是来自野外昆虫。切断野外昆虫微孢子虫的传播是防治家蚕微粒子病的有效措施。     

家蚕微孢子虫海藻糖酶(Trehalase)基因的生物信息学分析及原核表达和多克隆抗体制备

海藻糖是家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)成熟孢子的主要糖类物质之一,海藻糖酶作为海藻糖代谢的主要催化酶,在微孢子虫的发芽及侵染过程中发挥重要作用。通过生物信息学分析发现,家蚕微孢子虫的海藻糖酶具有4个序列相似度较高的编码基因拷贝(Nb Tre1、Nb Tre2、Nb Tre3和Nb Tre4),除了Nb Tre4编码蛋白质的N端有18个氨基酸组成的信号肽,其他拷贝的编码蛋白质均没有信号肽结构域,但都具有少数的N-糖基化位点,而没有O-糖基化位点,此外,丝氨酸磷酸化位点的比率也较高,二级结构较为简单,仅有螺旋区和低复杂度区。基于生物信息学分析结果,设计特异性引物克隆了Nb Tre1基因,该基因片段长933 bp,编码310个氨基酸,预测蛋白质分子质量36.7 k D,蛋白质的氨基酸序列有2个潜在的N-糖基化位点和14个磷酸化位点。通过构建重组表达载体并转化Escherichia coli Rosetta(DE3)感受态细胞,获得Nb Tre1蛋白的表达菌株,利用IPTG诱导获得大量以包涵体形式表达的融合Nb Tre1蛋白,其分子质量与预期值一致。融合Nb Tre1蛋白经亲和层析纯化后免疫新西兰白兔制备多克隆抗体,利用间接ELISA法测定多克隆抗体的效价达1∶25 600。通过Western blot检测验证了该多克隆抗体的特异性,制备的多克隆抗体能够应用于家蚕微孢子虫海藻糖酶的检测等。     

广东省昆虫微孢子虫资源调查及交叉感染的研究

为了探明广东省蚕区的家蚕新型微孢子虫来源 ,开展了昆虫微孢子虫资源的调查及昆虫间微孢子虫交叉感染的研究。先后从广东省蚕区家蚕体内分离到 8种新型微孢子虫 ,与家蚕传统微粒子病病原Nosemabombycis相比 ,不论是生物学特性以及对家蚕的病原性等方面均存在明显差异。对广东省不同地区捕捉的 389种昆虫进行显微镜调查 ,从 5 1种昆虫体中检到微孢子虫 ,其中 ,2 8种昆虫分离的微孢子虫可食下感染家蚕 ,18种对家蚕具胚种传染能力。调查了 9种昆虫分离的微孢子虫对 5种昆虫的病原性 ,也见明显的交叉感染现象     

家蚕微孢子虫水通道蛋白基因NbAQP的克隆及表达特征分析

水通道蛋白(aquaporin,AQP)是在动物、植物、微生物细胞膜上发现的能够高选择性透过水分的一类通道蛋白。通过克隆家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)的AQP基因,并分析其表达特征,为研究AQP在Nb孢子侵染宿主细胞时调节孢子内渗透压的作用积累基础信息。依据从Microsporidia DB和MIPModDB数据库比对获得的序列设计引物,以家蚕微孢子虫基因组DNA为模板克隆了NbAQP基因,该基因大小为750 bp,编码蛋白质分子质量为26.66 k D,具有MIP超家族水通道蛋白的保守跨膜结构域。用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR的方法,在Nb孢子感染宿主家蚕的7 d内,家蚕中肠组织中都能检测到NbAQP基因的表达,自感染后2 d开始,NbAQP基因的表达水平开始明显上升,直至感染后7 d达到最高水平。NbAQP基因的高水平表达时相与家蚕添食Nb孢子后中肠组织中成熟Nb孢子大量出现的时间相一致,初步推测NbAQP可能在家蚕微孢子虫成熟孢子发芽时的孢子内渗透压调节中起到重要作用。     

一种基于蛋白质组的方法鉴定家蚕微孢子虫中宿主——寄生虫相关的一些主要结构蛋白

家蚕微孢子虫（Nosema bombycis）引起的家蚕微粒子病给全世界养蚕业带来巨大的经济损失。这种与真菌相关的属于微孢子门的寄生物以孢子形式专性寄生在细胞内，目前在分子水平上对宿主与寄生物间相互关系还知之甚少。已有研究表明，微孢子虫的大多数孢子壁蛋白和极管蛋白与侵染宿主有关。本研究应用基于蛋白质组学的方法，鉴定一些家蚕微孢子虫的细胞结构蛋白。     

家蚕微孢子虫感染家蚕对其中肠和血液蛋白酶活性影响

本试验测定了不同浓度剂量微孢子虫感染家蚕后,家蚕中肠和血液中蛋白酶的变化.并对不同浓度剂量家蚕微孢子虫感染家蚕后对家蚕发育的影响和不同组织中所含微孢子虫孢子的浓度等作了初步的研究.从本实验中可以看出,感染不同浓度微孢子虫的家蚕,体内相同组织的微孢子虫数量存在显著差异.而感染相同浓度微孢子虫的蚕,不同组织中微孢子虫的数量也有差异,中肠的微孢子虫数量远高于其他部位.感染微孢子虫后,家蚕血液中的蛋白酶活性显著升高,中肠的蛋白酶的活性变化不显著,而感染微孢子虫的数量对血液和中肠中的蛋白酶的活性无显著影响.     

家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)侵染家蚕丝腺组织后的免疫胶体金标记观察

为了探讨家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)功能基因组研究方法和手段,利用免疫胶体金标记电镜技术,对被感染的家蚕丝腺组织中家蚕微孢子虫的蛋白质分泌状况进行了观察。结果显示,有大量的胶体金颗粒存在于家蚕微孢子虫寄生位点的宿主组织内,说明了家蚕微孢子虫寄生位点的宿主组织内存在大量的孢子蛋白质,证实了家蚕微孢子虫在寄生过程中将许多孢子蛋白质分泌到宿主体内。初步探讨了家蚕微孢子虫与宿主家蚕之间的互作关系。     

家蚕微孢子虫海藻糖合成酶基因Nbtps1的克隆与原核表达

海藻糖在保护细胞质膜和生物大分子空间结构,维持胞内渗透压增大的过程中发挥重要作用,海藻糖合成酶是海藻糖合成途径中的一个关键酶。通过检索微孢子虫基因组数据库发现,家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)基因组中含有4个海藻糖合成酶基因,其中Nbtps1基因的开放阅读框长1 386 bp,为单外显子结构,编码461个氨基酸残基,预测蛋白质分子质量53.7 k D,等电点5.19。Nb TPS1蛋白序列含有1个糖基转移酶结构域和4个潜在的N-糖基化位点,亚细胞定位预测该蛋白质位于细胞质中。多重序列比对分析结果表明,Nb TPS1与东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)、兔脑炎微孢子虫(Encephalitozoon cuniculi)海藻糖合成酶的氨基酸序列相似度分别为59.0%、54.7%,系统发育进化树显示三者的亲缘关系与之相符。构建重组表达载体Nbtps1/p ET-28a(+)并转化大肠埃希菌Rosetta(DE3)菌株,经IPTG诱导表达及亲和纯化后获得最终质量浓度为1.18 mg/m L的重组融合蛋白His-Nb TPS1。用纯化后的融合蛋白制备兔多克隆抗体Anti-Nb TPS1,利用间接ELISA法测定多克隆抗体的效价达1∶25 600,并通过Western blotting检测验证了该多克隆抗体的特异性,为研究Nb TPS1的生物学功能以及家蚕微孢子虫的间接免疫检测奠定了实验基础。     

两种微孢子虫孢子表面蛋白及对家蚕侵染性的比较研究

对来自家蚕的内网虫属样微孢子虫和家蚕微孢子虫的形态、表面蛋白及侵染性进行了比较研究。内网虫属样微孢子虫孢子显著小于家蚕微孢子虫 ,孢囊中孢子数为 8～ 32个 ,只侵染中肠组织 ,对家蚕无胚胎传染性。SDS UreaPAGE和 2D PAGE图谱显示两种孢子表面蛋白有明显差异。在SDS UreaPAGE中 ,内网虫属样微孢子虫的主要表面蛋白为 2 2kD ,而家蚕微孢子虫为 4 5kD。 2D PAGE显示 ,当上样量为 12 0 μg时 ,内网虫属样微孢子虫孢子表面蛋白斑点有 330多个 ,而家蚕微孢子虫孢子只有 16 0多个 ,其中仅有 10多个相同或疑似蛋白点。家蚕微孢子虫的主要表面蛋白点约有 2 0个 ,以中性偏酸的小分子居多 (<18kD ,pI 5 .4～ 7.2 ) ;内网虫属样微孢子虫有 30多个 ,分布较分散。根据两种孢子都能感染家蚕的特点 ,认为相同或疑似蛋白与是否能够感染有关 ,而大量差异蛋白与对家蚕的感染程度有关。两孢子表面蛋白中的主要蛋白均为差异蛋白 ,可能是孢子表面的结构蛋白。     

龙眼裳卷蛾微孢子虫对家蚕致病性研究(续报)

<正> 龙眼裳卷蛾(Cerace Stipatana Wa-lkar)体内寄生的微孢子虫,经1985年春、夏、秋三季养蚕添食接种试验鉴定能感染家蚕,对该病原孢子的大小、形状,用电镜扫描与家蚕微粒子孢子作了比较。1986年对龙眼裳卷蛾微孢子虫感染家蚕后出现的病     

家蚕肠球菌对微孢子虫体外发芽的抑制作用

肠球菌在家蚕消化道内的高频分布和具有丰富表型的特点 ,使其成为家蚕病害生物防治的良好可利用微生物。本试验从家蚕细菌性肠道病病蚕消化道内分离了甘露醇酵解酶、山梨醇酵解酶和糖元酵解酶表型不同的4个肠球菌菌株。菌株培养上清对家蚕微孢子虫的体外孢子发芽抑制试验表明 :肠球菌对家蚕微孢子虫孢子的发芽具有较强的抑制作用 ,抑制效果的绝对值达 31 4 9%～ 4 3 5 6 % ,相对值达 4 8 18%～ 5 0 5 6 % ,菌株间未显示明显差异     

桑尺蠖微粒子病对家蚕的交叉传染性调查

桑尺蠖是桑园常见的害虫,也是传播病原的主要昆虫之一。在广西蚕区调查了桑尺蠖微粒子病对家蚕的交叉传染性。调查结果发现桑尺蠖幼虫微粒子病自然感染率为0.54%;从桑尺蠖体内分离获得4株微孢子虫,编号分别为Pa BM3、Pa BM4、Pa BM5和Pa BM6,光学显微镜下观察Pa BM3、Pa BM5和Pa BM6均为长卵圆形,与家蚕微孢子虫(Nb)存在明显差异;Pa BM4为卵圆形,与Nb相似。通过生物试验测定,发现Pa BM4微孢子虫对蚁蚕的半数感染浓度(IC50)为2.49×10~5个/m L,是Nb的4.64倍,说明其对家蚕也具有较强的食下感染力,而其对家蚕没有胚种传染性;Pa BM3、Pa BM5和Pa BM6三种微孢子虫对家蚕均无感染力。因此,桑尺蠖微粒子病发生情况复杂,潜在对家蚕有交叉传染的风险,蚕种生产需要采取措施防控桑尺蠖的危害。     

蚕卵高温即时浸酸阻断家蚕微粒子病胚种垂直传播的效果

由家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)感染引发的家蚕微粒子病可以通过胚种垂直传播,如能在蚕种人工孵化处理过程中杀灭家蚕微孢子虫,阻断其胚种传播,将有效控制病害对养蚕业尤其是蚕种制造业造成的危害。对家蚕二化性四元杂交组合两广二号的带毒卵进行高温即时浸酸处理,考察浸酸温度和浸酸时间对蚕卵中Nb的灭活作用及实用孵化率的影响。结果表明:产卵后20 h的带毒蚕卵用47.5℃或48℃质量浓度为1.075 g/m L的盐酸溶液分别浸渍6.0、6.5和7.0 min,对蚕卵实用孵化率无明显影响;依据蚕卵孵化后饲养至3龄眠蚕用显微镜镜检Nb的数据,测算高温即时浸酸处理对家蚕微粒子病的相对防治效果可达90%~97%。此外,采用Real-time PCR扩增方法,检测高温即时浸酸处理组蚕卵孵化蚁蚕样本中的Nb孢子目标基因的相对拷贝数,较常规浸酸处理组蚕卵孵化蚁蚕样本下降了97%~99%。上述结果表明高温即时浸酸处理对蚕卵中的Nb孢子有显著的杀灭作用,能有效阻断家蚕微粒子病的胚种垂直传播,可作为防治家蚕微粒子病的一种重要措施。     

重度感染家蚕微孢子虫的家蚕丝腺cDNA文库构建及EST测序分析

用家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)感染家蚕品种大造的3龄幼虫,于感染后第10天选择有Nb重度感染特征的家蚕丝腺组织无菌操作提取RNA,构建Nb和家蚕丝腺混合样品cDNA文库(文库滴度≥1.6×106PFU/mL)。对文库进行测序,获得EST序列5 026条,其中家蚕丝腺EST3 901条、家蚕微孢子虫EST970条。拼接后,分别获得家蚕丝腺和Nb的单一EST(unique EST)563和383条。对EST和unique EST进行分析发现,感染后第10天家蚕丝腺中Nb的组蛋白、细胞分裂激酶等与孢子分裂增殖相关的基因表达水平较高,一些可能与Nb侵染或寄生适应相关的基因,如Nb孢壁蛋白、极丝蛋白、转运体蛋白等基因亦在此时期较高水平表达,尤其是此期间有相对高水平的组蛋白脱乙酰基酶基因表达,说明Nb基因的表达受到组蛋白去乙酰化方式的调控。对家蚕微孢子虫uniqueEST的序列特征分析发现,Nb mRNA UTR的长度和GC含量与其它微孢子虫差异较小,但ORF区的AT含量较高,即家蚕微孢子虫基因ORF序列较其它微孢子虫发生了高AT变化。Nb unique EST的功能注释及分类结果表明感染后第10天家蚕丝腺中的Nb孢子仍处于多形期,还未完全成熟化。     

家蚕微孢子虫的一个Dicer相似蛋白基因的鉴定及系统进化和转录活性分析

Dicer是一种具有RNaseⅢ酶活性的蛋白质,参与RNAi起始阶段siRNA和miRNA的形成,为RNA诱导沉默复合物(RISC)形成的关键因子之一,在基因的转录后调控中扮演重要角色。采用生物信息学方法从家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)全基因组数据中鉴定到一个Dicer相似蛋白(Dicer-like)基因,命名为Nb DCL(Gen Bank登录号:EOB15391)。预测Nb DCL的二级结构中含有RNaseⅢ结构域和dsRNA结合结构域。基于Dicer-like基因的系统进化分析显示,家蚕微孢子虫与柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)的亲缘关系最近,并与真菌形成姊妹枝,说明微孢子虫Dicer-like与真菌的同源基因来自共同的祖先。基因组共线性分析显示,Dicer-like基因及其两侧基因在微孢子虫基因组中的排列顺序具有显著的保守性,但兔脑炎微孢子虫(Encephalitozoon cuniculi)和比氏肠道微孢子虫(Enterocytozoon bieneusi)基因组中的Dicer-like基因在物种分化过程中发生了丢失。对Dicer-like基因和Agronaute相似蛋白基因、转座子的共存分析表明,家蚕微孢子虫等Nosema属微孢子虫均保留了古老的RNAi作用机制。RT-PCR检测被家蚕微孢子虫感染48~240 h的家蚕幼虫中肠中Nb DCL基因均有转录。研究结果为进一步探究家蚕微孢子虫RNAi的调控机制提供了有益线索。     

粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)培养细胞对家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)的吞噬过程观察

观察微孢子虫在非天然宿主细胞系的生物行为过程,有助于探究微孢子虫的侵染特异性机制。选用鳞翅目昆虫粉纹夜蛾(Trichoplusia ni,Tn)细胞系为材料,接种家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)孢子后观察其吞噬过程。结果发现:经氢氧化钾发芽预处理的Nb孢子虽然可以在Tn培养细胞液中发芽,但未见发芽孢子的孢原质进入Tn培养细胞;在接种Nb孢子浓度为2.0×105mL-1以上时,观察到孢子通过内吞作用进入了Tn培养细胞,但未见孢子的增殖;随着时间的延长和进入Tn培养细胞的Nb孢子的增加,可引起Tn培养细胞的超微结构变化,并导致细胞的裂解。以上结果说明,虽未见Nb以发芽形式感染Tn培养细胞,但Nb能够被吞噬进入Tn培养细胞并破坏其结构。     

蜀柏毒蛾微孢子虫对家蚕病原性研究(初报)

著者等研究了寄生于蜀柏毒蛾体内的微孢子虫对家蚕的致病性。实验证明:蜀柏毒蛾微孢子虫对家蚕有明显的致病性,感病蚁蚕久不疏毛,生长发育缓慢。群体发育不齐,迟小蚕,病弱蚕大量发生,病死蚕有缩小、焦尾、黑斑等典型病征。蚁蚕一次添食7.2×10~3—7.2×10~7蜀柏毒蛾微孢子虫的供试蚕逐头镜检,各浓度梯度区的平均带毒率为13.46％,用3×10~7蜀柏毒蛾微孢子虫对同一品种不同龄期的家蚕添食,各龄期带毒率有明显差异。但是,致病力低于家蚕微孢子虫添毒区。