2种杀虫剂对舞蹈蜜蜂大脑转录组中可变剪切的影响

[目的]蜜蜂是一种重要的经济性社会昆虫,也是一种重要的传粉昆虫,对农业生态系统平衡与植物多样性具有重要贡献.为防治农作物的病虫害,生产中杀虫剂的大量使用,引起蜜蜂中毒事件逐年增加,给养蜂业带来重大的经济损失,同时农作物因为得不到充分授粉,导致产量下降和品质降低,进而影响农业的收益.可变剪切(alternative splicing,AS)是调控基因表达和产生蛋白质多样性的重要机制,也是造成物种之间、器官之间、生理与病理之间差异的重要因素.为了揭示可变剪切基因在蜜蜂应对杀虫剂过程中的作用,对2种亚致死剂量杀虫剂诱导舞蹈蜜蜂基因的可变剪切进行深入分析.[方法]基于前期蜜蜂舞蹈行为学试验和已获得杀虫剂诱导的舞蹈蜜蜂大脑转录组数据,应用tophat分别比对吡虫啉处理组与对照组,溴氰菊酯处理组与对照组包含的所有大脑转录组中剪切位点信息.[结果]在吡虫啉处理组间和溴氰菊酯处理组间中,外显子跳跃(skipped exon,SE)是主要的可变剪切类型,检测到各组之间事件数目占总事件数达60％以上,而SE类型的差异事件数占差异AS事件总数的50％以上.在不同距离(300,500,1000 m)的试验地点,2种杀虫剂处理的舞蹈蜜蜂脑部转录组中发生5种可变剪接的事件总数之间存在显著差异(P<0.001),且发生5种可变剪接的基因数目之间存在显著差异(P<0.001).根据这些发生可变剪切的基因做了KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析,主要涉及新陈代谢、细胞修复、氨基酸代谢、脂肪酸代谢和信号传导等生物学活动,与重要的信号通路和免疫应答通路密切相关.[结论]2种亚致死剂量杀虫剂能够使蜜蜂体内的基因发生可变剪切,可能改变配体受体结合、转录因子、生理节律、内吞作用以及神经信号传导.可变剪切基因参与蜜蜂响应杀虫剂胁迫过程中,会对细胞功能产生影响,包括免疫应答、学习记忆和飞行定位等信号通路,从而影响蜜蜂的舞蹈行为学.研究2种亚致死剂量杀虫剂诱导的舞蹈蜜蜂内在基因表达和调控情况,不但对吡虫啉和溴氰菊酯的环境毒性风险评价有参考价值,并进一步制定相应的防护措施,对于保护这种农业重要的授粉昆虫具有重要的价值.     

新烟碱类杀虫剂对蜜蜂行为与生理影响的研究进展

在过去的30年间,世界上农药种类的发展已经从有机磷酸酯类和氨基甲酸酯类转变成能够与昆虫乙酰胆碱受体结合的新烟碱类.新烟碱类杀虫剂通过作用于昆虫的乙酰胆碱受体,释放乙酰胆碱受体抑制剂,阻碍昆虫神经传导,影响昆虫正常生理行为,最终导致昆虫麻痹死亡.蜜蜂作为重要的授粉昆虫,在采集过程中,会经常接触到这类农药,不仅会对蜜蜂个体造成影响,蜜蜂采集归巢后,杀虫剂还会污染整个蜂群,这无疑给世界养蜂业带来了很大威胁.本文从蜜蜂的行为与生理方面进行综述,总结近年来有关新烟碱类杀虫剂对蜜蜂健康影响的报道,以期为后续相关研究与实践提供理论基础.     

几种杀虫剂对荔蝽平腹小蜂(Anastatus japonicus Ashmead)的影响

经测定,敌百虫对荔蝽平腹小蜂的LC_(50)为17.9ppm.本试验取10ppm作为对该蜂的亚致死剂量,用此剂量处理成蜂1h,成蜂平均寿命为6.4d,而对照组(丙酮处理)平均寿命为30.9d,两者差异极显著;用此剂量处理过的成蜂,寄生率为30.1%。而对照组为47.5%,差异显著.用3种杀虫剂处理寄主卵内不同发育期的平腹小蜂,其中杀虫双、杀灭菊脂对各发育期影响均较小,最高死亡率不超过6%,故在防治果蛀虫时可选择使用;甲胺磷对荔蝽平腹小蜂的卵期、幼虫期和预蛹期可造成20%-30%的死亡率,而且该药残效期长,建议在释放寄生蜂的果园避免使用此药防治害虫.     

高温胁迫下2个棉花品种转录组可变剪切差异分析

棉花(Gossypium hirsutum L.)是一种重要的经济作物,是世界上第二大的天然纺织纤维来源和重要的食用油来源。棉花对生物和非生物胁迫高度敏感,尤其是高温胁迫极易影响花粉的活力和花药的开裂。为了解析棉花在高温胁迫下基因转录水平的相应变化机制,开展了热敏和耐热2个棉花品种的全长转录组响应高温胁迫处理变化的研究。通过转录本的可变剪切分析发现,2个棉花品种在高温胁迫下可变剪切的总数显著增加。热敏品种Che61-72中发现了2 900个差异表达基因,并且差异基因在加热前样本(R0)和加热12 h后的样本(R12)中分别识别到了13 251个和25 296个可变剪切事件,其中内含子保留事件增加得最多,有3 837个。耐热品种新陆早36号中发现了2 437个差异表达基因,在加热前样本(T0)和加热12 h后的样本(T12)中鉴定到了11 248个和13 769个可变剪切事件,外显子跳跃事件变化得最大,增加了4 144个。富集分析发现,2个品种的差异基因都显著富集到了光系统Ⅰ的光捕获、叶绿体类囊体膜和光合作用-天线蛋白通路中,并筛选出5个关键基因(CPB3、A0A1U8IZF2、A0A1...     

杀虫剂对寄生性天敌昆虫的影响研究概述

阐述了化学杀虫剂对不同虫态寄生性天敌昆虫的致死效应和亚致死效应,并就利用寄生性天敌昆虫和化学杀虫剂防治害虫提出相关建议。     

3种杀虫剂亚致死剂量对棉蚜和棉长管蚜生长与繁殖的影响

【目的】研究氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺亚致死剂量对新疆阿拉尔棉区棉蚜和棉长管蚜生长与繁殖的影响。【方法】采用浸叶法,测定棉蚜和棉长管蚜成虫毒力,以3种药剂LC₁₀和LC₃₀处理F₀代棉蚜和棉长管蚜,记录F₀代及F₁代蚜虫的寿命、产蚜量和发育历期等生命参数,建立种群生命表。【结果】氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺亚致死剂量处理(LC₃₀)显著抑制了棉蚜和棉长管蚜的寿命和产蚜量,寿命分别下降27.99%~40.09%和35.65%~50.79%、28.19%~37.67%和32.76%~40.27%,产蚜量分别下降45.01%~50.17%和50.25%~52.24%、21.54%~28.24%和44.57%~54.97%,且棉长管蚜的下降幅度大于棉蚜。经氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺处理后,随各药剂亚致死剂量增加,棉蚜和棉长管蚜生命表参数净增殖率、平均世代历期和种群加倍时间降低或缩短,内禀增长率和周限增长率增高。【结论】氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺亚致死剂量能够显著抑制F₀及F₁代蚜虫的寿命和繁殖力,且3种杀虫剂对棉长管蚜的抑制作用大于棉蚜。     

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。     

水稻基因OsAFC2参与mRNA可变剪切调控

mRNA的可变剪切受到SR蛋白磷酸化水平的精确调控,AFC2作为SR蛋白激酶,能够影响mRNA可变剪切。在水稻RNAi突变体库中发现一个Os AFC2基因沉默突变体,进一步研究显示该基因定位于细胞核内,在水稻的各个组织部位均有表达,其中在叶片中表达量较高,在茎中表达量较低。与对照相比,在Os AFC2抑制表达的植株中,检测到的可变剪切数量明显增加,表明Os AFC2参与水稻细胞核中mRNA可变剪切的调控。     

3种杀虫剂对异迟眼蕈蚊的亚致死效应

采用浸虫法测定了10%吡虫啉可湿性粉剂、40%辛硫磷乳油及48%毒死蜱乳油对异迟眼蕈蚊3龄幼虫的毒力,并计算致死中浓度LC50、亚致死剂量LC10、LC20和LC30。结果表明,3种药剂LC10、LC20及LC30对异迟眼蕈蚊的化蛹率、羽化率和单雌平均产卵量具有显著抑制作用,且随着亚致死浓度的增大而增强。10%吡虫啉可湿性粉剂的3种亚致死剂量对异迟眼蕈蚊的抑制作用最小,48%毒死蜱乳油的3种亚致死剂量对异迟眼蕈蚊的影响最大。在3种药剂的亚致死剂量中,对单雌平均产卵量影响最大的为40%辛硫磷乳油,其次是48%毒死蜱乳油和10%吡虫啉可湿性粉剂。除蛹重与对照相比变化幅度不大,其余生物学指标均总体低于对照。     

2种新型杀虫剂防治地下害虫药效试验初报

2种新型杀虫剂防治马铃薯田地下害虫药效试验结果表明,3%地虫杀星颗粒剂30.00、37.50kg/hm2处理和3%辛害首颗粒剂37.50kg/hm2处理在马铃薯苗期和块茎成熟期对马铃薯田蛴螬等地下害虫均有较好的防治效果,其校正防效均在80%以上,可大面积推广应用。     

晋北温室蔬菜上两种主要害虫的药效试验

温室大棚蔬菜是晋北地区蔬菜的主要生产方式,斑潜蝇和烟粉虱是蔬菜生产过程中为害较重的两种虫害,其危害程度的高低直接影响菜农的种植积极性和经济收入。本试验通过将常见的几种药剂进行复配施药,进而筛选出20%斑蛾清微乳剂与25%阿克泰WG进行复配后的处理药剂,该药剂对两种害虫均有较明显的防治效果,同时也能达到降低生产成本的目的。     

植物可变剪接研究进展

选择性剪接广泛存在于植物中,是生物体转录组和蛋白质组多样性的主要来源。随着科技的发展,可变剪接的研究方法逐渐变得简单方便高效,越来越多的可变剪接事件在植物中被发现。本研究对植物可变剪接的机制、研究方法以及几种植物的最新可变剪接研究进展进行分析,并且对未来应深入研究的方向给出了建议。     

内含子的识别和选择性剪切

真核生物内含子的一个显著特征是在很多生物中其5'和3'剪切位点的基本序列都具有相对很高的保守性,内含子从mRNA前体转录产物中的去除和伴随的外显子的连接称作mRNA前体的剪切,它是构成真核基因表达和基因调控水平的一个重要方面。这个过程由许多具有有限序列和特殊空间结构的顺式作用元件控制,由被称为剪切体的核糖核蛋白复合体来执行。以内含子的识别和由于识别造成的选择性剪切进行了综述,试图去理解造成选择性剪切的分子机理。     

2种生物农药对菜青虫的控制作用及对天敌的影响

[目的]研究Bt和阿维菌素对甘蓝田菜青虫种群动态、捕食性天敌群落主要特征指数及天敌一菜青虫益害比的影响。[方法]采用药剂处理和系统调查的方法。[结果]阿维菌素对菜青虫种群有明显的控制作用,但Bt对菜青虫的防治效果不明显。Bt和阿维菌素处理对甘蓝田捕食性天敌群落的物种丰富度和个体数量有明显的影响,但对菜青虫发生高峰期的天敌一菜青虫益害比无明显影响。[结论]Bt和阿维菌素处理可以保护天敌对菜音虫的自然控制作用。     

氮酮对两种杀虫剂毒力及昆虫表皮蜡质层影响的初步研究

以粘虫5龄幼虫为供试昆虫，测定了氮酮对氰戊菊酯、甲基对硫磷两种杀虫剂毒力的影响，结果表明氮酮对氰戊菊酯具有一定的增效作用，且两种浓度的氮酮对氰戊菊酯的增效作用基本相似；氮酮对甲基对硫磷几乎没有增效作用。扫描电镜观察了粘虫5龄幼虫的氮酮处理组与对照组之间上表皮中蜡质的变化情况，结果表明，对照组试虫的蜡质层较处理组排列紧密，但不同浓度氮酮处理组之间无明显差异。     

高脂饲喂对肉鸡腹脂和肝脏组织RNA 可变剪接的影响

【目的】腹脂过度沉积会降低肉鸡抗病力和屠宰率。RNA可变剪接是影响基因功能的重要调控方式,对肉鸡腹脂沉积过程的RNA可变剪接事件进行系统分析,有助于进一步了解肉鸡腹脂沉积的分子调控机理。【方法】利用高脂饲喂肉鸡和普通饲喂肉鸡肝脏组织和腹脂组织的转录组测序结果,鉴定高脂饲喂过程中肉鸡腹脂和肝脏组织的差异表达和差异剪接基因。采用GO功能注释、KEGG通路富集分析和Metascape富集分析对显著差异剪接基因进行分析,并对显著差异剪接事件进行可视化处理,以及分析调控这些差异剪接事件的剪接因子。【结果】对高脂饲喂肉鸡与普通饲喂肉鸡的腹脂和肝脏组织进行转录组测序,在腹脂组织中发现233个显著差异表达基因和349个显著差异剪接基因,对显著差异剪接基因进行富集分析,发现显著差异剪接基因主要富集于细胞分裂、细胞生长等细胞增殖相关生物学进程,还富集于甘油磷脂代谢和胰岛素信号通路等脂肪生成相关通路。在肝脏组织中发现276个显著差异表达基因和224个显著差异剪接基因,对显著差异剪接基因进行富集分析,发现显著差异剪接基因主要富集于蛋白质乙酰化、蛋白质内部氨基酸乙酰化和m RNA加工等细胞代谢相关生物进程,还富...     

植物功能基因选择性剪接研究进展

选择性剪接是基因表达调控的重要机制,在植物发育、抗病和应对环境胁迫等方面起着重要的作用。近年来,新一代测序技术在植物基因组和转录组测序领域得到广泛应用,植物选择性剪接研究取得了一些新进展。本文就此进行了综述,包括选择性剪接占植物功能基因的比例、选择性剪接的类型及其调控机制等内容,并提出了今后植物上的研究重点应放在选择性剪接的功能方面。     

玉米ZmcpSRP54基因可变剪接分析

cpSRP54基因在植物叶绿体发育中发挥重要作用。本研究用生物信息学方法对玉米ZmcpSRP54蛋白进行了进化分析,利用RT-PCR方法对玉米ZmcpSRP54基因全长cDNA进行了克隆,进而对其进行可变剪接分析。结果表明,玉米ZmcpSRP54蛋白与其它7个物种的cpSRP54蛋白有很高的相似性。鉴定到玉米ZmcpSRP54基因25个不同转录本,1个为标准剪接转录本,其它24个为可变剪接转录本。24个可变剪接转录本共使用了17种非标准剪接位点,4种可变剪接方式,主要以可变的3′端位点、可变的5′端位点和外显子跳跃3种可变剪接方式为主。预测出18种不同长度的ORF,编码18种不同长度的多肽。11个多肽其保守结构域氨基酸序列发生部分缺失,6个多肽其保守结构域氨基酸序列发生全部缺失,1个编码全新的多肽。这些结果将为玉米ZmcpSRP54基因的功能研究提供重要信息。