基于仿生嗅觉的猪肉质量快速评测系统设计与应用

根据模拟生物嗅觉的原理和机制,提出了一种基于仿生嗅觉的猪肉质量快速评测仪的设计方法。其硬件主要包括气体采集装置、信号调理电路、气动元件控制电路等,采用Matlab编制上位机监测界面,对多路原始信号进行采集和基线处理,之后采用主成分分析(PCA)对多路传感器信号降维后提取主要特征,最终采用K-均值对不同新鲜度等级的猪肉进行聚类分析。结果表明,设计的系统能够快速、无损地检测出待测样品的新鲜度,且精度在85%以上,在猪肉新鲜度检测中具有很好的应用前景。     

灰飞虱鞘氨醇激酶时空表达分析及其对杀虫剂胁迫的响应

【目的】明确灰飞虱(Laodelphax striatellus Fallén)鞘氨醇激酶(sphingosine kinase,SK)的分子特征,研究SK在携带水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)与健康灰飞虱两个种群的时空表达及其对杀虫剂胁迫的响应。【方法】利用PCR技术克隆灰飞虱SK(LsSK)基因序列;使用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析LsSK在带毒种群与健康种群灰飞虱1—5龄若虫及成虫期的表达差异,并检测该基因在雌雄虫头、唾液腺、中肠、马氏管、卵巢和精巢等组织中相对表达量;采用手动微量点滴仪将3种杀虫剂(吡虫啉、噻嗪酮和溴氰菊酯)点滴于灰飞虱4龄若虫中胸背板,确定3种杀虫剂的半致死浓度(LC_50);根据半致死浓度的3种杀虫剂处理试虫后检测LsSK的表达动态;采用注射双链RNA(dsRNA)的方法沉默带毒种群和健康种群4龄若虫体内LsSK后,用半致死浓度的3种杀虫剂处理试虫并分析死亡率。【结果】克隆得到一段长度为1 282 bp的LsSK基因片段(Gen Bank登录号:KT989975)。氨基酸系统进化树显示LsSK与其他半翅目昆虫SK聚在同一支。LsSK氨基酸序列包含SK酶的4个保守区域C1—C4,其中SK激酶的活性位点——DAG活性区域位于C1—C3区域。q RT-PCR结果显示LsSK在带毒种群4龄若虫中表达量最高,3龄次之;健康种群5龄若虫表达量最高,1、4龄次之。且LsSK在带毒种群3、4龄表达量显著高于健康种群同时期若虫(P0.05);带毒成虫LsSK表达量显著高于健康成虫(P0.05)。LsSK在带毒雄成虫各个组织中的表达量均显著高于同种群雌成虫和健康雌雄成虫的各相应组织,且在唾液腺和马氏管的表达量最高,头部次之。用半致死浓度的3种杀虫剂(吡虫啉LC_50为6.5 ng·μL~(-1),噻嗪酮为500 ng·μL~(-1),溴氰菊酯为37.5 ng·μL~(-1))处理带毒和健康种群的4龄若虫后,试虫LsSK含量变化与响应速度均不同。噻嗪酮处理后LsSK水平升高且响应最为迅速,溴氰菊酯处理后LsSK表达水平无变化(P0.05)。用3种杀虫剂处理带毒和健康试虫,其死亡率分析结果表明,两种群注射dsSK组3种杀虫剂处理后死亡率均显著高于两种群注射dsGFP组和不注射组。【结论】克隆了LsSK基因片段且其在带毒灰飞虱4龄若虫中表达量最高。沉默LsSK后,带毒和健康种群灰飞虱在杀虫剂处理后的死亡率均显著上升,表明SK基因有利于灰飞虱抵抗杀虫剂胁迫。     

白背飞虱细胞色素P450还原酶基因的分子特征与表达模式分析

从水稻重要害虫白背飞虱(Sogatella furcifera)中克隆了一条编码细胞色素P450还原酶(cytochrome P450reductase,CPR)的全长cDNA,命名为SfCPR,其开放阅读框全长为2 034bp,编码一个含有677个氨基酸残基的蛋白质.SfCPR蛋白质的2级结构具有CPR的典型特征,例如N端跨膜区、黄素单核苷酸结合域、黄素腺嘌呤二核苷酸结合域和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸结合域,以及保守的催化残基.系统进化分析结果显示,SfCPR与灰飞虱和褐飞虱的CPRs聚在同一分支.荧光定量聚合酶链式反应结果显示:SfCPR基因在白背飞虱各龄期均有表达,其中以成虫表达量最高;在白背飞虱成虫各组织中均能够检测到SfCPR基因的表达,其中,以腹部表达量最高.使用亚致死剂量的溴氰菊酯、吡虫啉和噻嗪酮处理白背飞虱3龄若虫后,试虫的SfCPR表达水平均显著上升.上述结果为进一步研究该基因的生理功能奠定了基础.