褐飞虱自噬相关基因NlATG4的表达与功能

ATG4是一种半胱氨酸蛋白酶,负责ATG8蛋白羧基末端的切割,在自噬体形成过程中发挥重要作用。本研究克隆得到褐飞虱ATG4基因（NlATG4）的cDNA全长序列（GenBank登录号:MF062502.1）。RT-qPCR分析结果表明,NlATG4基因在褐飞虱的若虫和成虫时期均有表达,1～2龄若虫的表达量最高,在其他发育阶段的表达量稍低。RNAi结果显示,在dsRNA注射后的第4 d,靶标基因NlATG4的表达量显著下降（仅为dsGFP对照组的22%）,同时,NlATG4的RNA干扰导致虫体ATP含量显著降低,仅为1.0 μmol/(L·mg蛋白^-1),为对照组的25%;在注射后的第6 d,dsNlATG4处理组的褐飞虱存活率出现显著降低,其脂肪体组织变得松散,大型脂滴（直径≥5.0 μm）数量增多,类酵母共生菌周围泡状结构的界限基本消失;在注射后的第8 d,dsNlATG4处理的褐飞虱的存活率下降为36.7%,比dsGFP对照组的存活率下降53.3%。本研究表明靶向NlATG4基因的RNA干扰会破坏褐飞虱脂肪体的结构完整性和类酵母共生菌的微环境,影响脂类物质代谢和ATP含量,并导致褐飞虱存活率降低。因此,NlATG4基因在褐飞虱正常生长发育中发挥重要作用,在褐飞虱防治中具有一定的潜力。     

基于EPG技术分析杭菊两主栽品种对三种菊蚜抗性及其相关抗性物质

为比较杭白菊主栽品种早、晚小洋菊对菊小长管蚜Macrosiphoniella sanborni、棉蚜Aphis gossypii、桃蚜Myzus persicae的抗性,通过刺吸电位技术(electrical penetration graph,EPG)研究菊蚜在菊顶叶上刺吸行为,并检测了菊顶叶主要化合物。结果表明:在晚小洋菊上,菊小长管蚜的E1、E2波平均持续时间4.31、3.47 min,分别短于在早小洋菊上的4.63、3.75 min;棉蚜、桃蚜的E1、E2波平均持续时间分别为4.32、4.72 min和4.92、4.64 min;3种蚜虫的平均刺探次数均大于在早小洋菊上的平均刺探次数。聚类分析结果显示,2个主栽品种之间抗性存在差异。早小洋菊顶叶平均可溶性糖和可溶性蛋白含量分别为2.71 mg/g和25.36 mg/g,均高于晚小洋菊;早小洋菊顶叶总酚含量为0.24 mg/g,显著低于晚小洋菊;早、晚小洋菊总黄酮含量分别为3.46 mg/g和3.37 mg/g。早小洋菊顶叶可溶性糖、可溶性蛋白含量基本上与每种菊蚜的E1、E2波持续时间显著正相关,总酚含量、总黄酮含量与每种菊蚜的E1或E2波持续时间显著负相关。推测早小洋菊对于菊长管蚜的抗性稍弱于晚小洋菊,2种杭白菊对棉蚜或桃蚜的抗性相当,且菊叶中的这4种物质含量与抗蚜性相关。     

亚致死剂量吡虫啉对中华蜜蜂神经代谢基因表达的影响

【背景】新烟碱类杀虫剂的作用靶标是昆虫神经系统中的乙酰胆碱受体,由于其良好的内吸性及对人畜低毒性,使其在农业生产上获得了广泛应用,然而这也使得其在植物体内仍然具有较低的残留,而这种亚致死剂量残留仍可对访花昆虫如蜜蜂的行为和神经系统造成不利影响。【目的】明确亚致死剂量新烟碱类杀虫剂吡虫啉对中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）神经生理和代谢系统的影响。【方法】首先以两个亚致死浓度梯度剂量5和10 μg·L^-1吡虫啉处理工蜂10 d（3个生物学重复）,提取总RNA后,以RNA-seq方法对所得文库进行高通量测序,利用生物信息学技术对序列进行从头组装、注释,并对亚致死剂量吡虫啉处理后的差异表达基因进行聚类和富集等分析,最后利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术对部分与中蜂神经和代谢系统相关的差异表达基因进行验证。【结果】从两个吡虫啉浓度梯度和对照组数据中共获得9个测序文库,测序有效数据比例超过94.45%,从获得的37 364个unigenes中鉴定出571个差异表达基因。经GO和KEGG富集分析发现这些差异表达基因主要与蛋白质翻译、氧化还原、氧化磷酸化和核糖体等多个通路有关,表明亚致死剂量的吡虫啉对中蜂多个生理过程和代谢通路造成影响。挑选了与昆虫神经信号传递和代谢功能有关的上调或下调差异表达基因,如神经肽F、神经肽SIFamide受体、3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶、激酶（PRKA）锚蛋白1、碳酸酐酶、超氧化物歧化酶、NADH脱氢酶亚基、表皮蛋白和气味结合蛋白17共9个差异表达基因进行了qPCR验证,其表达规律与转录组结果完全一致。【结论】亚致死剂量的吡虫啉能对中蜂神经信号转导、细胞呼吸、免疫反应、内环境稳态的维持和嗅觉感受等多方面造成影响。     

杭白菊4个栽培品种鲜花及制成品氨基酸含量及差异

为明确杭白菊氨基酸组成,遂选浙江省桐乡市杭白菊原产地‘异种大白菊’、‘小黄菊’和‘早小洋菊’3个主栽品种和普通品种‘黄药菊’的鲜花及其制成品,以高效液相色谱予以检测。结果表明:(1)4个品种皆检出17种氨基酸且以赖氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸的含量较高;(2)‘异种大白菊’、‘小黄菊’、‘黄药菊’和‘早小洋菊’鲜花氨基酸含量分别为1.825、1.463、1.112和1.010 mg·g~(-1);制成品氨基酸含量分别为4.08、5.648、5.165和5.975 mg·g-1;(3)鲜花中苏氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等7种必需氨基酸占17种氨基酸总量的百分比依次为14.14%、19.07%、34.08%和11.98%;制成品中这7种必需氨基酸所占百分比依次为23.16%、25.21%、18.86%和14.61%;(4)制成品中氨基酸含量是鲜花氨基酸含量的2.3~6.0倍;(5)除了少数氨基酸之外,每个品种的每种氨基酸在鲜花和制成品中含量差异都达显著水平。分析认为,杭白菊氨基酸含量比较丰富,品种之间含量存在差异但未达显著水平,鲜花经加工之后氨基酸含量显著增加。     

体外模拟淡水鱼小清蛋白对胃肠消化的影响

大多数食物过敏原的理化性质决定了蛋白质在消化道中的稳定性.模拟胃液(simulated gastric fluid,SGF)的稳定性是评估食物过敏的一个重要参数.为了解一种主要的鱼类过敏原小清蛋白(parvalbumin,PV)与来自鲤鱼(Cyprinus carpio)和鲢鱼(Hypophthalmichthys molhrix)肌肉中的非致敏性蛋白在SGF和模拟肠液(simulated intestinal fluid,SIF)中的稳定性差异,本研究采用3种蛋白水解酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶和来自猪的胰凝乳蛋白酶)来模拟人(Homo sapiens)体肠道的消化蛋白酶;结合两次三氯乙酸沉淀法和凝胶过滤层析法纯化PV,通过Tricine-十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(Tricine-sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,Tricine-SDS-PAGE)和Western blot对3种蛋白在模拟肠胃液中的稳定性进行了评估.结果显示,鲤鱼和鲢鱼的PV都获得了分子量约10kD的蛋白,同时在SGF中鲤鱼和鲢鱼的纯化PV也获得了相同的分子量蛋白.胃蛋白酶使原先的PV带几乎在60 min内完全降解,并观察到一些稳定的肽片段,而胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶在240 min后都无法有效降解PV.在SGF中的非致敏性鱼浆蛋白在很短的时间内迅速降解,而PV的消化时间延长.Western blot分析表明,抗鲢鱼PV多克隆抗体可以特异性地检测到PV及其降解产物.PV比非致敏性蛋白更能抵抗蛋白酶消化,相比胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶处理能更有效地减少超敏反应.研究结果为未来低致敏性鱼产品的开发提供了理论参考.     

水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)在稻田缺水条件下的发生和灾变规律,以感虫水稻品种TN1为材料,以取食无水分胁迫水稻的褐飞虱为对照组,取食水分胁迫(以15%PEG6000营养液处理48 h模拟)水稻的褐飞虱为处理组,采用Illumina转录组测序技术研究水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响。结果显示,测序序列经拼接后得到褐飞虱全部单基因unigene共47 335条,平均长度为1 234 bp;与对照组相比,处理组中表达量差异显著的基因共有1 331条,其中表达量上调的基因有712条,表达量下调的基因有619条;随机选取20条具有显著表达差异的基因,通过实时荧光定量PCR方法检测其表达量以进行验证,其中有13条基因的表达量与测序结果变化一致。对差异表达基因进行GO注释和KEGG代谢通路功能富集分析表明,能量代谢和水分代谢相关通路在水分胁迫处理的褐飞虱中显著富集,表明这几类基因在褐飞虱应答水分胁迫中发挥了重要作用。     

不同等级霍山黄芽茶滋味的电子舌评价及呈味氨基酸组成

为快速科学地判定茶叶等级,采用电子舌技术结合HPLC技术研究不同等级霍山黄芽茶的滋味品质及其呈味氨基酸组成。结果表明:电子舌测得特一级茶、一级茶至三级茶的鲜度值和复合滋味值显著递减,HPLC测得特一级茶、一级茶和三级茶的游离氨基酸总量分别为51.92 mg/g、46.45 mg/g和43.01mg/g,各级茶的茶氨酸含量均占游离氨基酸总量的70%以上,特一级茶和一级茶的游离氨基酸总量和茶氨酸含量均与三级茶间的差异显著(P0.05);单组分氨基酸含量在0.02~29.811mg/g,特一级茶的谷氨酸、丝氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸等8种主要氨基酸含量明显高于一级茶。茶汤鲜度值与氨基酸含量呈正相关,电子舌可凭借茶叶氨基酸组成和含量区别霍山黄芽茶的等级。     

白边大叶蝉线粒体基因组测序与分析

采用引物步移法测得白边大叶蝉Kolla paulula(Walker)线粒体基因组90%左右的序列,并分析了该叶蝉的线粒体基因组特征。基于23个物种(半翅目)的蛋白编码基因序列,以最大似然法和贝叶斯法构建了头喙亚目系统发育树。已测得序列长度为13 579 bp(AT:73.33%),其中包含了13个蛋白编码基因、21个t RNA基因和1个r RNA基因。除了ND5基因使用GTT作为起始密码子外,其他所有蛋白编码基因均使用ATN作为起始密码子;除了CO II使用不完整的T作为终止密码子,其他所有蛋白编码基因均使用TAA或TAG作为终止密码子。21个t RNA基因中,除了t RNASer(AGN)缺失1个稳定的茎环结构外,其他所有t RNA基因均能形成典型的三叶草二级结构。系统发育分析结果表明,进化树明显可以被分为沫蝉总科+(角蝉总科+蜡蝉总科);白边大叶蝉属于角蝉总科的叶蝉科,白边大叶蝉线粒体基因组特征与其他叶蝉科昆虫相同。     

杭白菊绿盲蝽生物学习性及其在不同品种菊花上分布差异

为探讨绿盲蝽在杭白菊上生物学习性、比较其对于3个主栽品种菊花的嗜好性,遂将其各个虫态养于菊苗上,逐日观察,描述了各个虫态形态特征,记述了若虫各龄历期、成虫历期天数。盛花期的田间调查发现:晚小洋菊花上绿盲蝽个数最多(21.5±3.6头/330cm~2),早小洋菊花上的个数略次之(19.1±4.5头/330cm~2),异种大白菊花上的最少(7.5±1.5头/330cm~2),前2个品种与后1个品种虫数差异皆显著。连续4日,每块黄板、绿板和白板上累积诱捕绿盲蝽平均数分别为9.5±1.6头、8.1±1.7头和4.9±1.2头,前2个品种与后1个品种差异分别达显著水平。认为菊花香气和黄色可引诱绿盲蝽。     

褐飞虱内共生菌研究进展

褐飞虱Nilaparvata lugens是我国及东南亚地区水稻上的主要害虫,其体内存在的大量共生菌是褐飞虱生物防治中尚未开发的一类重要微生物资源。褐飞虱内共生菌种类丰富多样,目前研究主要集中于其初级共生真菌——类酵母共生菌（yeast-like symbiotes,YLS）和2类次级共生细菌——沃尔巴克氏体Wolbachia和杀雄菌Arsenophonus。早期关于褐飞虱内共生菌的分离及种类鉴定主要采用体外离体培养、克隆文库构建以及PCR-变性梯度凝胶电泳等传统技术。近年来,宏基因组和高通量测序技术的应用极大拓展了褐飞虱内共生菌种类多样性研究的深度。内共生菌不仅参与褐飞虱的营养代谢,为宿主提供氨基酸、维生素和甾醇等必需营养物质以满足宿主正常的生长发育和繁殖,同时还可以介导宿主的致害性变异、抗药性产生和病原物防御等生理过程。鉴于内共生菌在褐飞虱生长发育及环境适应过程中的重要作用,利用内共生菌对褐飞虱进行生物防控已成为目前研究的一大热点,并展现出良好的应用前景。该文对褐飞虱内共生菌的主要种类及其生物学特性进行介绍,对其分离鉴定技术和多样性分析技术进行总结,并对褐飞虱内共生菌的生物学功能进...