Identifying and Characterizing a Novel Peritrophic Matrix Protein (MdPM-17) Associated With Antibacterial Response From the Housefly,Musca domestica (Diptera: Muscidae)

Peritrophic matrix/membrane (PM) critically prevents the midgut of insects from external invasion by microbes. The proteins in the peritrophic membrane are its major structural components. Additionally, they determine the formation and function of this membrane. However, the role of PM proteins in immune regulation is unclear. Herein, we isolated a novel PM protein (MdPM-17) from Musca domestica larvae. Further, the function of MdPM-17 in regulating host innate immunity was identified. Results showed that the cDNA of MdPM-17 full is 635 bp in length. Moreover, it consists of a 477-bp open reading frame encoding 158 amino acid residues. These amino acid residues are composed of two Chitin-binding type-2 domain (ChtBD2) and 19 amino acids as a signal peptide. Moreover, tissue distribution analysis indicates that MdPM-17 was enriched expressed in midgut, and moderate levels in the fat body, foregut, and malpighian tubule. Notably, MdPM-17 recombinant protein showed high chitin-binding capacity, thus belongs to the Class III PM protein group. MdPM-17 protein silencing via RNA interference resulted in the expression of antimicrobial peptide (defensin, cecropins, and diptericin) genes, and this occurred after oral inoculation with exogenous microbes Escherichia coli (Enterobacteriales:Enterobacteriaceae), Staphylococcus aureus (Bacillales:Staphylococcaceae), and Candida albicans (Endomycetales:Saccharomycetaceae)). Therefore, all the antimicrobial peptide (AMP) gene expression levels are high in MdPM-17-depleted larvae during microbial infection compared to controls. Consequently, these findings indicate that MdPM-17 protein is associated with the antibacterial response from the housefly.     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

昆虫对自然环境中复杂化学信号的识别多依赖于其灵敏的嗅觉系统,选择寄主、觅食、寻找配偶等行为的发生都以嗅觉识别为基础,而完成嗅觉识别还需要多种嗅觉相关蛋白的参与。嗅觉相关蛋白主要包括6种,即气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、感觉神经元膜蛋白、离子型受体和气味降解酶。不同种类和性别的昆虫中,嗅觉蛋白的种类、数量和分布各不相同。由于嗅觉蛋白在昆虫识别外界气味分子中的重要作用,国内外近年来对其展开了广泛、深入的研究。本文从几种嗅觉相关蛋白的生化特性、分子结构、生理功能、分布表达部位和研究概况等角度,较详细地综述了近年来国内外昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

亚洲玉米螟幼虫膜结合海藻糖酶基因RNAi效应

海藻糖是昆虫的血糖，为昆虫提供能量；海藻糖酶催化海藻糖分解为葡萄糖，是几丁质生物合成的原料。围食膜（peritrophic membranes，PMs）是昆虫消化道特有结构，对昆虫消化食物、保护肠道表皮细胞具有重要作用；几丁质是PMs的重要组分。海藻糖酶（trehalase，Tre）和几丁质合成酶（chitin synthase，CHS）是几丁质合成途径的第1个和最后1个酶。本研究通过饲喂亚洲玉米螟（Orstrinia furnacalis，Asian corn borer，ACB）膜结合海藻糖酶（OfMT）基因特异的干扰dsRNA，研究RNAi对ACB幼虫中肠CHSB（OfCHSB）基因表达及幼虫发育的影响。发现处理48 h后，OfMT基因和OfCHSB基因表达量分别下降了52%和53%，幼虫发育迟缓。通过对处理及对照ACB幼虫中肠石蜡切片进行苏木精-伊红染色（hematoxylin-ethanol，HE染色）和几丁质标记，发现血腔内脂肪体组织减小、中肠围食膜组织中几丁质含量减少。推测OfMT基因有可能成为ACB的生物防治的靶标基因。     

热处理对低温胁迫下黄瓜活性氧代谢和膜脂组分的影响

为探讨热处理减轻黄瓜果实低温冷害的作用机理,本试验研究了47℃热水浸泡5 min处理对黄瓜果实在4℃贮藏期间活性氧代谢和膜脂组分的影响。结果表明,47℃热水5 min处理可显著抑制黄瓜果实冷害的发生,贮藏15 d后果实冷害指数较对照(CK)低20.87%。此外,热处理还可抑制黄瓜相对电导率及丙二醛(MDA)含量的上升,提高黄瓜果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(DOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,抑制超氧阴离子($\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$)及过氧化氢(H₂O₂)的产生,同时降低脂氧合酶的活性,保持较低的饱和脂肪酸含量、较高的不饱和脂肪酸含量和膜脂不饱和度。综上,热处理可维持黄瓜果实活性氧代谢的平衡,抑制膜脂的过氧化作用,从而提高黄瓜果实的抗冷性,减轻果实冷害损伤。     

与鸭C4结合蛋白互作的鸭疫里默菌外膜蛋白的筛选及鉴定

旨在筛选并鉴定与鸭C4结合蛋白（C4b-binding protein，C4BP）互作的鸭疫里默氏菌（Riemerella anatipestifer，R.anatipestifer）外膜蛋白。本研究将保存的R.anatipestifer复苏培养，提取外膜蛋白，以鸭C4BPα作为诱饵蛋白进行His pull-down及LC-MS/MS蛋白质谱鉴定，筛选与鸭C4BP可能发生互作的候选外膜蛋白；将各候选蛋白进行克隆、原核表达，免疫小鼠制备多克隆抗体，利用Far-western blot验证与鸭C4BP发生相互作用的R.anatipestifer外膜蛋白；针对候选蛋白及C4BPα各功能结构域进行克隆及原核表达，利用Far-western blot鉴定候选蛋白及与C4BP的相互作用位点；利用ELISA对补体因子C3b、C4b及C4BP在R.anatipestifer表面沉积情况进行测定，验证候选蛋白的功能。结果显示，经His pull-down及LC-MS/MS蛋白质谱分析，共筛选出3个与鸭C4BP发生相互作用的R.anatipestifer外膜蛋白，即ECE-1、SODs和Omp62；成功获得3个外膜蛋白多克隆抗体，ELISA检测3种多克隆抗体效价均超过1∶6 400，Western blot检测3种多克隆抗体可以与重组蛋白发生特异性反应；Far-western blot结果显示，仅ECE-1能够与C4BP发生相互作用，并且只有ECE-1全长能与鸭C4BP相互作用，而鸭C4BP与ECE-1的相互作用区域位于C4BPα的SCR 2和SCR 3；当健康鸭血清稀释度为3.125%时，ECE-1抗体能够显著促进补体因子C3b、C4b在R.anatipestifer表面的沉积作用（P<0.05），当健康鸭血清稀释度为6.25%时，ECE-1抗体能够显著抑制C4BP在R.anatipestifer表面的沉积作用（P<0.05）。本研究成功筛选并鉴定出1个与C4BP互作的R.anatipestifer外膜蛋白ECE-1，为进一步阐明R.anatipestifer免疫逃逸机制奠定了基础。     

磷酸钠对粉红单端孢的离体抑菌作用研究

以引起果蔬采后病害的重要病原物粉红单端孢(Trichothecium roseum)为研究对象,探究离体条件下不同浓度磷酸钠对T. roseum菌丝生长和孢子萌发的抑制作用及其初步机理。结果表明,不同浓度磷酸钠处理均可抑制T. roseum菌丝生长和孢子萌发,且随着处理浓度的增加,抑制效果增强。此外,2.0 mg/mL磷酸钠处理降低了T. roseum胞外相对电导率,提高了胞外丙二醛和可溶性蛋白含量,降低了胞外可溶性糖含量。扫描电镜结果显示,2.0 mg/mL磷酸钠处理的孢子表面粗糙且发生皱缩。因此,离体条件下磷酸钠能够抑制T. roseum生长,其抑菌机理与细胞膜结构的破坏有关。     

不同覆盖方式对土壤肥力和马铃薯产量的影响

为了研究不同覆盖方式对土壤物理特性、有效养分以及马铃薯产量的影响，以早大白马铃薯为试验材料，设置常规露地（对照）和普通聚乙烯地膜、生物可降解膜、稻草3种覆盖方式，比较了不同时期土壤含水率、pH值、养分含量以及产量。结果表明：稻草覆盖保水效果最佳；生物可降解膜覆盖、稻草覆盖在马铃薯生长后期可提高土壤肥力，以生物可降解膜覆盖尤为明显，成熟期几乎所有速效养分指标均高于其他处理，与对照相比，土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别高出7.49 g/kg、23.00 mg/kg、11.0 mg/kg、26.0 mg/kg。综合成本效益，除了稻草覆盖由于小薯多而效益比对照降低22.2%外，普通聚乙烯地膜覆盖和生物可降解膜覆盖比对照效益分别提高29.7%和24.2%。总之，普通聚乙烯地膜和生物可降解膜均可提高马铃薯产量和效益，但生物可降解地膜覆盖还可以改善土壤养分状况，减少环境污染，更具有推广价值。     

鸡胚及禽类细胞系在生物医药领域的应用及研究进展

鸡胚因发育过程清楚，长久以来作为基础和应用科学研究领域重要的实验模型，尤其在鸡胚发育早期绒毛尿囊膜阶段，因其血管丰富，是天然的免疫缺陷宿主，是病理学、药理学和肿瘤学等研究领域的理想实验模型。作者简述了发育早期的鸡胚组织结构，并介绍了鸡胚绒毛尿囊膜在肿瘤研究、血管生成、器官移植、烧伤等疾病机理研究中的应用，以及在鸡胚病理模型基础上进行的抗肿瘤药物筛选的应用。重点介绍了鸡胚及禽类细胞系在病毒繁殖和疫苗生产、治疗性蛋白和单抗生产方面的应用研究进展。多种人源病毒、禽源病毒、支原体等可在鸡胚及禽类细胞上增殖，并用于疫苗生产。作者对常用的禽类纤维原细胞和多能干细胞的发展和特点进行了阐述，并总结了商业化的禽类细胞系来源以及部分易感病毒。鸡胚表达系统能够在目的蛋白特定位点产生人源化糖基，减少目的蛋白对人的过敏反应，且禽蛋廉价易得，可作为生产人用单克隆抗体和治疗性蛋白的合适供体。作者介绍了鸡胚及禽类细胞系在生物医药领域应用的最新进展，并对鸡胚作为动物模型在未来的应用进行了展望。     

农田残膜机械回收膜土分离模型的建立与仿真试验

为明确农田残膜机械回收过程中膜土分离机理，基于土壤接触理论及土壤黏附力学，建立残膜与土壤颗粒的接触模型和残膜与土壤颗粒间黏结合力变化的数学模型。利用EDEM软件，进行0.01、0.02、0.03 mm厚度残膜与黏附土壤剥离剪切仿真试验。拟合结果表明，0.01、0.02、0.03 mm残膜厚度下，膜土分离剪切力与剥离剪切位移均呈三次方关系，决定系数分别为0.805 9、0.872 2、0.878 4；对台架验证试验结果进行拟合，决定系数分别0.793 2、0.854 8、0.869 0，相对误差最大值为13.77%。