罗氏沼虾细胞色素P450家族CYP302a1基因克隆及其在蜕皮周期中的表达

蜕皮是甲壳动物重要的生理活动,与其蜕皮激素的合成密切相关,细胞色素P450(CYP)302a1是甲壳动物蜕皮激素合成通路中的关键酶之一。本研究克隆了罗氏沼虾CYP302a1基因(Mr-CYP302a1),cDNA全长1859 bp,开放阅读框(ORF)为1629 bp,编码543个氨基酸(aa),分子量大小为61.09 ku,等电点为8.42。氨基酸序列分析显示CYP302a1基因的保守结构域含有5个P450基因家族特征保守区域:heme-binding、helix-K、helixC、helix-I及PERF。系统进化分析结果显示Mr-CYP302a1首先与绿虾CYP302a1聚为一支,然后与凡纳滨对虾及三疣梭子蟹等十足目甲壳动物的CYP302a1聚为一支,与甲壳动物的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测表明Mr-CYP302a1在罗氏沼虾的多个组织中均有表达,其中在Y器官中的表达量最高,性腺中次之。同时研究发现,MrCYP302a1基因在罗氏沼虾的蜕皮后期(A期和B期)表达量很低,蜕皮间期(C期)表达量开始上升,在蜕皮前期D1亚期达到峰值。对Mr-CYP302a1进行蛋白表达及多克隆抗体制备,蛋白印迹法(Western blot,WB)检测表明Mr-CYP302a1蛋白在罗氏沼虾Y器官中的表达量最高,在蜕皮过程中的蜕皮前期D1亚期达到峰值。综上所述,该基因在罗氏沼虾的蜕皮过程中扮演着十分重要的角色。     

斑节对虾Chitinase-2基因的克隆及其在蜕皮和幼体发育过程中的表达分析

研究以斑节对虾(Penaeus monodon)转录组获得的几丁质酶基因(Pm Chi)片段,运用RACE技术克隆了PmChi基因c DNA全长,命名为PmChi-2。PmChi-2基因c DNA全长2 050 bp,其中5'-非编码区(5'-UTR)144 bp、3'-UTR 319 bp和开放阅读框(ORF)1 587 bp,编码528个氨基酸。生物信息学分析显示,PmChi-2与其他甲壳动物Chi-2的相似性为78%~97%。实时荧光定量PCR结果显示,PmChi-2在蜕皮前期(D期)表皮中表达水平最高,在胃、鳃、腹神经节和眼柄中表达水平依次降低,在其他组织(肝胰腺、肠、肌肉、心脏)中几乎不表达。不同蜕皮阶段,PmChi-2在鳃、胃和表皮3种组织中的表达变化模式基本一致,均在蜕皮期(E期)表达量最低,而最高表达量在鳃中出现在蜕皮后期(A期),在胃和表皮中为D期。幼体不同发育阶段分析揭示PmChi-2 mRNA在幼体发育阶段的无节幼体到糠虾幼体第二期表达量维持在一个低水平,在糠虾幼体第三期PmChi-2 mRNA表达水平显著升高,在仔虾期又显著下降,推测PmChi-2 mRNA可能与斑节对虾幼体发育密切相关。研究结果表明PmChi-2基因可能在斑节对虾蜕皮以及幼体的变态发育中发挥重要作用,为深入研究斑节对虾几丁质酶发育调控提供了重要信息。     

室外虾池笼养拟穴青蟹（Scylla paramamosain）的存活、蜕壳与生长

本文介绍了在对虾养殖池中笼养青蟹的研究结果。养殖试验历时60 d,以存活率、蜕壳率、甲长增长率、甲宽增长率和增肉系数为指标参数,比较了不同材质、容积和放置层次的养殖容器对笼养青蟹存活、蜕壳与生长的影响。结果表明：在水温25～30℃、盐度13～20、 pH7.8～8.3条件下,笼养青蟹的存活率为（59.85±9.50）%、蜕壳率为（40.69±5.90）%、甲长增长率为107.73%、甲宽增长率为89.39%、增肉系数为286.11%、肥满度＞1。养殖容器的材质、容积和放置层次对笼养效果有影响：胶绳网箱明显优于（ P〈0.05）塑料箱；容积10 L组与6 L组、18 L组相比养殖效果最佳,差异显著（ P〈0.05）, S组略优于B组,差异不明显（ P＞0.05）；第二层（中层）笼箱与第三层（底层）、第一层（表层）相比,笼养效果最佳,差异极为显著（P〈0.01）,第三层（底层）笼箱略优于第一层（表层）,但差异不明显（P＞0.05）。研究结果显示了在对虾养殖池内实施笼养青蟹方式的可行性。     

基于图像识别技术研究不同海区三疣梭子蟹甲壳白色斑纹特征及蜕壳前后斑纹特征的变化

为进行三疣梭子蟹外观特征的研究,本研究通过计算机视觉技术建立三疣梭子蟹背部白色斑纹评估方法,经人工对比验证其准确性达100%。在此基础上,对来自海域的30只三疣梭子蟹[平均体质量(2.8±0.56)g]进行跟踪观察,发现蜕壳前后白色斑纹数量和位置保持不变,而白色斑纹面积和斑纹区域面积则会随着蜕壳后蟹壳面积的增加而扩大;蜕壳后,白色斑纹面积增加89.33%±8.61%,斑纹区域面积增加90.51%±7.95%,蟹壳面积增加94.66%±8.26%,均显著正相关。为进一步研究不同海区梭子蟹白色斑纹分布特征,对来自朝鲜、中国辽宁和浙江等不同海区的三疣梭子蟹进行白色斑纹个数(N)、白色斑纹面积(S1)、斑纹区域面积(S2)、白色斑纹面积百分比(R1)、斑纹区域面积百分比(R2)和密度(D)等6项参数分析,结果发现,不同海区三疣梭子蟹斑纹性状存在显著特点,朝鲜海区呈现斑纹小、分布面积少、占蟹壳总面积比例低的特点;辽宁海区呈现斑纹小、分布面积多、占蟹壳总面积比例高的特点;浙江海区呈现斑纹大、分布面积少、占蟹壳总面积比例低的特点。本研究将计算机视觉技术应用于水产养殖研究,通过建立评估参数阐明三疣梭子蟹白色斑纹的生长规律,揭示了不同群体的三疣梭子蟹白色斑纹具有地理多样性的特征。     

New ways and new hopes for IGR development

Insect Growth Regulators (IGRs) represent advanced, bio-rational insecticides. This Special Issue reflects progress in IGR development that has been enabled by insight into the molecular principles of biosynthetic or hormone signaling pathways. The unifying principle is aiming at processes and molecular targets that are unique to arthropods and ideally to narrower insect taxa representing pests or disease vectors. While some strategies of obtaining the desired compounds for chemical intervention rely on rational, structure-based design or computational power, others exploit technologies allowing automated, high-throughput screening of large chemical libraries. All avenues leading to selective and environmentally safe pest control are valid as we face the imminent threat of the declining world insect population.     

三疣梭子蟹几丁质酶基因的克隆及其在蜕皮过程中的表达分析

为探究几丁质酶基因在三疣梭子蟹蜕皮过程中的生理作用，本研究通过转录组测序和RACE技术克隆了三疣梭子蟹几丁质酶基因（PtChi）cDNA全长（登录号：KF914663），并通过荧光定量PCR（qRT-PCR）技术研究了该基因在三疣梭子蟹不同组织及不同蜕皮阶段的表达情况。结果表明，(1)PtChi基因cDNA全长2 200 bp，包括5’非编码区（5’-UTR）16 bp、3’-UTR 714 bp和开放阅读框1 470 bp，编码489个氨基酸，预测分子量和等电点为53.97 ku和4.76。(2)BlastP 结果显示，PtChi推导氨基酸序列与已知甲壳动物Chi-3的一致性为61%~96%，系统进化树分析表明PtChi与其他甲壳动物Chi-3聚为一支。(3)qRT-PCR结果显示PtChi基因在C期三疣梭子蟹肝胰腺中表达水平最高，胃、大颚器、心脏和眼柄中PtChi-mRNA表达水平依次降低，在其他组织中PtChi-mRNA表达量最低，且表达水平无显著差异。(4)不同蜕皮阶段，PtChi在肝胰腺、肠、胃和大颚器4种组织中的表达变化模式有所不同，肝胰腺中PtChi-mRNA表达水平在AB期最高，C期最低，暗示PtChi可能参与三疣梭子蟹蜕皮后期对病原体的免疫防御；肠中的PtChi-mRNA表达水平在E期最高，C期最低，推测PtChi参与蜕皮过程中肠道围食膜的分解和免疫功能；胃中PtChi表达水平在C期最高，暗示其参与了食物消化。以上结果表明，本研究克隆的PtChi可能为甲壳动物Chi-3型，其准确生理学功能及其在蜕皮过程中的调控机制有待进一步深入研究。     

三疣梭子蟹CYP302a1基因克隆及其表达分析

细胞色素P450(CYP)302a1是昆虫蜕皮激素合成通路中的关键酶,为了研究其在三疣梭子蟹蜕皮过程中的调控作用,实验采用反转录PCR(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆得到了三疣梭子蟹CYP302a1全长cDNA序列(GenBank登录号:KM596851).该序列全长为3 171 bp,包含一个长度为1 626 bp的开放阅读框,编码541个氨基酸;序列分析显示该氨基酸含helix-C、helix-K、helix-I、PERF及heme-binding共5个P450特征保守区域;系统进化树分析发现三疣梭子蟹CYP302a1与日本剑水蚤CYP302a1聚为一小支,再与其他物种CYP302a1聚为一支.采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了CYP302a1在不同组织和蜕皮过程中的表达水平变化.结果显示,CYP302a1的表达量在Y器中最高,而在其他组织中均极低(P＜0.05);蜕皮过程中,CYP302a1在蜕皮后期(A、B期)表达量最低,从蜕皮间期(C期)开始上升,至蜕皮前期的D1亚期达到最大值,随后下降.结果表明CYP302a1在三疣梭子蟹蜕皮调控中可能起着重要作用.     

中华绒螯蟹Smad3(EsSmad3)的cDNA克隆、序列分析及表达特征

为了研究Smad基因在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)蜕壳前后肌肉生长过程中的功能,应用RACE技术克隆得到编码中华绒螯蟹Smad3(命名为Es Smad3)的cDNA全长序列2021 bp,包括36 bp的5′非翻译区(5′-UTR)、656 bp的3′非翻译区(3′-UTR)和编码442个氨基酸的开放阅读框。蛋白质结构域分析显示EsSmad3含有MH1和MH2两个特征性保守结构域。多序列比对显示,EsSmad3与人、斑马鱼、黑腹果蝇中的同源蛋白序列一致性分别为0.679、0.691、0.619。应用荧光定量RT-PCR技术分析EsSmad3在性成熟中华绒螯蟹各组织及幼体不同蜕壳时期不同部位肌肉组织中转录水平上表达量的变化。结果显示,Es Smad3在性成熟个体的肝胰腺、眼柄、表皮、卵巢、精巢、心脏、螯足、鳃、三角膜等组织中均有表达,其中眼柄和精巢中表达量较高,心脏和肝胰腺中表达量最低。在幼体不同蜕壳时期的不同部位的肌肉中,Es Smad3表达量变化不同:步行足肌肉组织中EsSmad3 mRNA表达在蜕壳间期高于蜕壳前D_(3–4)期和蜕壳后A~B期,但无显著的统计学差异(P0.05)。螯足肌肉在蜕壳前晚期D_(3–4)期急剧下调(P0.05),蜕壳后A~B期开始表达量显著升高(P0.05),直至蜕皮间期C期。腹部肌肉组织中EsSmad3m RNA水平在蜕皮间期C期显著高于蜕壳后A~B期,这种上调一直持续到蜕壳前晚前期D_(3–4)。上述结果表明,Es Smad3在中华绒螯蟹蜕壳过程中不同部位肌肉组织中的表达模式与蜕皮周期密切相关,推测Es Smad3参与了中华绒螯蟹蜕壳诱导的肌肉萎缩、生长及重建过程。     

双抗虫基因三倍体毛白杨对舞毒蛾幼虫的抗性研究

用室内群体饲养舞毒蛾幼虫的方法,对15个双抗基因三倍体毛白杨株系进行饲虫试验。结果表明:校正死亡率划分了高抗、中抗、低抗虫植株,舞毒蛾校正死亡率在95以上为高抗株系;40～75为中抗株系,30以下为低抗株系。舞毒蛾的发育历期、蜕皮指数和毒效反映的规律相一致。