莲草直胸跳甲Halloween基因家族鉴定及表达分析

【背景】莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)是世界恶性入侵杂草空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的专一性生防天敌;莲草直胸跳甲种群动态呈季节性波动趋势,在我国湖南地区其夏季种群数量骤减,导致对空心莲子草的防控效果大大降低。而Halloween基因家族参与昆虫蜕皮激素的合成,影响昆虫生长和繁殖,进而对昆虫种群动态具有一定影响。【目的】揭示Halloween基因家族在莲草直胸跳甲不同发育时期和不同组织中的表达模式,为进一步探究Halloween基因家族在莲草直胸跳甲中的功能打下基础,进而为生防天敌的扩繁提供新思路。【方法】通过筛选莲草直胸跳甲卵巢转录组数据并结合生物信息学分析,找到并克隆其体内Halloween基因家族成员;使用NCBI在线分析其保守结构域,利用MEGA6.0对Halloween家族基因进行多序列比对并构建系统发育树;通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测各基因在莲草直胸跳甲不同发育时期(卵、幼虫、蛹、雌成虫)和雌成虫不同组织(头、胸、中肠、卵巢、脂肪体)中的表达水平。【结果】莲草直胸跳甲中存在6个Halloween基因家族成员,分别为AhCYP302A1、AhCYP306A1、AhCYP307A1、AhCYP307A2、AhCYP314A1和AhCYP315A1;分析发现其均属于P450超家族且具有一定保守性,其中AhCYP306A1、AhCYP307A1、AhCYP307A2聚为一支,属于P450超家族中CYP2集团,AhCYP302A1、AhCYP314A1、AhCYP315A1聚为一支,属于线粒体集团;同时,AhCYP306A1、AhCYP314A1、AhCYP315A1在5′端存在跨膜区域。6个Halloween基因在莲草直胸跳甲整个生活史及各个组织中均有不同程度的表达。其中,AhCYP302A1在蛹期第6、7天表达量最高,成虫期表达量整体较低;AhCYP306A1在整个生活史中波动表达,以幼虫期第10天表达量最高;AhCYP307A2在末龄幼虫和化蛹初期的表达量较高;以上3个基因在幼虫期和蛹期的表达量较高。AhCYP307A1在卵期高表达,此后各个时期呈波动下降;AhCYP314A1、AhCYP315A1在成虫期和卵期的表达量相对高于其他两个时期。在头、胸、中肠、卵巢、脂肪体5种组织中,除AhCYP307A1外,Halloween家族其他基因在卵巢中表达量均较高;AhCYP307A1在雌成虫头部显著性高表达。【结论】克隆并鉴定得到6个莲草直胸跳甲Halloween基因家族成员,其在不同发育时期及不同组织中的表达具有一定差异。通过其表达模式推测Halloween基因家族在莲草直胸跳甲幼虫发育及成虫繁殖过程中可能发挥重要作用,对其幼虫蜕皮与成虫卵巢发育均有一定影响。     

高CO_2浓度对莲草直胸跳甲幼虫取食量及其体内生化物质的影响

在实验室条件下,分别测定了高CO2浓度(750μL·L-1)和对照CO2浓度(370μL·L-1)2个不同CO2浓度下莲草直胸跳甲幼虫取食量的变化,比较3龄幼虫体内营养物质含量和消化酶活性等指标的变化。结果表明,高CO2浓度处理下,莲草直胸跳甲幼虫取食量显著增加;3龄幼虫体内蛋白含量较对照CO2浓度处理幼虫的蛋白显著增加,总氨基酸含量差异不显著;莲草直胸跳甲3龄幼虫体内消化酶(淀粉酶和胃蛋白酶)的酶活力显著降低。高CO2浓度影响莲草直胸跳甲幼虫的取食量、营养物质含量和消化酶活性,对其生长发育有一定的影响。     

空心莲子草及其天敌莲草直胸跳甲对高含量CO_2的响应

为明确CO_2含量升高对入侵杂草空心莲子草及其天敌莲草直胸跳甲的影响,测定了3种不同CO_2含量(420、550、750μL·L~(-1))对空心莲子草生长特性和体内营养物质、莲草直胸跳甲幼虫体重增长和成虫取食选择性的影响。结果表明:CO_2含量升高条件下,空心莲子草生长速度加快,种植42d后,550、750μL·L~(-1) 2个高含量CO_2条件下空心莲子草的株高分别达35.60cm和40.04cm,分别为对照组(当前大气CO_2条件420μL·L~(-1)下)空心莲子草株高(19.83cm)的1.75倍和2倍;CO_2含量升高,空心莲子草叶片SPAD值显著增加,光合作用能力增强;叶片的可溶性总糖含量升高,含氮化合物(蛋白质、总氨基酸)含量降低,叶片的碳氮比增加,单宁酸含量降低。取食高含量CO_2条件下培育的空心莲子草,天敌莲草直胸跳甲幼虫的体重增加速度较对照组显著加快;同期羽化的莲草直胸跳甲雌、雄成虫均偏好取食高CO_2含量(750μL·L~(-1))条件下培育的空心莲子草。     

水分胁迫寄主植物对莲草直胸跳甲生长发育的影响

喜旱莲子草是水陆两栖的入侵杂草,为探讨在利用其专食性天敌莲草直胸跳甲防治过程中,发现的陆生型喜旱莲子草控制效果不佳的原因,本试验从水分变化的角度,通过设置不同质量分数的聚乙二醇6000(PEG6000)(5%、10%、15%、20%和25%)模拟干旱环境,对喜旱莲子草胁迫处理后,饲喂莲草直胸跳甲幼虫和成虫,记录该跳甲取食后的发育历期、虫重、幼虫死亡情况、化蛹量及羽化量,结果表明:随着水分胁迫程度的加剧,莲草直胸跳甲1~3龄幼虫的发育历期延长,当胁迫质量分数达到25%时,各龄幼虫的发育历期均达到最长;而成虫的寿命随着水分胁迫程度增加而缩短,当胁迫程度为25%时,和对照相比寿命缩短了5.59d;不同虫态的鲜重随着胁迫质量分数的增加均有所下降,其中2龄幼虫和成虫的体重在25%时下降最显著,分别下降了3.19和2.34mg;1龄、2龄和3龄幼虫的死亡率均在胁迫质量分数为25%时达到最大,分别为对照的10.0倍、6.0倍和4.7倍;化蛹率和羽化率随着胁迫程度的加剧均降低,25%时化蛹率和羽化率最低,与对照相比分别降低了33.0%和37.5%。因此,干旱胁迫喜旱莲子草不利于莲草直胸跳甲的生长发育。     

空心莲子草叶片特征及生长期对莲草直胸跳甲产卵选择的影响

[目的]明确空心莲子草叶片特征及生长期对莲草直胸跳甲产卵选择的影响,为莲草直胸跳甲的大量繁殖及空心莲子草的生物防治提供指导.[方法]采用选择性试验,接虫后24 h测定莲草直胸跳甲对空心莲子草的叶位、叶片性状(长宽比和表皮毛密度)的产卵选择情况;采用笼罩试验,测定空心莲子草生长期(苗期、生长期和老叶期)以及原有落卵量(0、1、2和4块/株)对莲草直胸跳甲产卵选择的影响.[结果]莲草直胸跳甲成虫喜好产卵在叶位3和叶位4上,在叶位3和叶位4上的卵块数和卵粒数分别占总数的81.52%和81.10%,显著高于叶位1和叶位2(P<0.05,下同),且这2个叶位的平均叶片长宽比显著大于叶位1和叶位2;偏好在叶背表皮毛密度适中的叶片产卵.莲草直胸跳甲对空心莲子草叶片背面(95.65%)和靠近叶片端部(61.96%)位置的产卵选择率显著高于叶片正面(4.35%)和叶片基部(38.04%)位置.莲草直胸跳甲对生长期植株和未被产卵的空心莲子草叶片的产卵选择率分别为55.09%和45.26%,显著高于其他处理.[结论]莲草直胸跳甲喜好将卵产在叶片长宽比较大的空心莲子草的叶位3和叶位4,被产卵叶片表皮毛密度适中;莲草直胸跳甲对空心莲子草叶片背面和靠近叶片端部的位置产卵选择率高,且偏好在生长期植株和未被产卵的空心莲子草叶片上产卵.     

莲草直胸跳甲化学感受蛋白CSPs的生物信息学分析

[目的]嗅觉在莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila专一性识别寄主植物喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides中占有重要地位,以莲草直胸跳甲的化学感受蛋白CSPs为研究对象,对其基因结构与功能进行分析。[方法]采用生物信息学的方法对莲草直胸跳甲CSPs蛋白的理化性质、信号肽、亚细胞定位、跨膜结构、二级结构、高级结构、多序列比对及系统发育树进行了预测和分析。[结果]莲草直胸跳甲CSPs为小分子量水溶性的蛋白质,绝大部分含有信号肽。莲草直胸跳甲CSPs的亚细胞定位绝大部分为胞外,一般不含有跨膜结构。莲草直胸跳甲CSPs的二级结构主要由α螺旋和无规卷曲组成,高级结构由相邻两个半胱氨酸残基之间的二硫键形成4个α螺旋,保持一个疏水的空腔和亲水表面。多序列比对显示莲草直胸跳甲CSPs基本符合昆虫CSPs的保守结构域。系统发育显示莲草直胸跳甲CSPs在种内和种间均具有较高的相似性。莲草直胸跳甲CSPs蛋白具有丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸蛋白激酶的磷酸化位点;含有丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶的糖基化位点;含有丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸蛋白激酶的乙酰化位点。[结论]本文对深入研究莲草直胸跳甲CSPs的嗅觉反应的功能及分子机制奠定了理论基础,有助于阐释外来种的生态安全风险以及昆虫与植物的协同进化。     

虫口密度对莲草直胸跳甲生殖力和存活能力的影响

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是全球恶性杂草喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides的专食性天敌。以莲草直胸跳甲成虫为研究对象,探究其在不同密度下的死亡率及生殖情况。在限定体积的饲养瓶中(250cm3),放置不同密度的成虫,结果表明成虫初期死亡率以雌雄比为4∶4时最低,单雌平均产卵量随密度的增高而下降,而卵的孵化率在雌雄比2∶2、4∶4、8∶8时高于在1∶1和16∶16时的孵化率。在限定的空间和食物资源条件下,虫口密度对莲草直胸跳甲死亡率与生殖力有一定影响,经试验证明每头成虫所需最适空间约为31.25cm3。     

莲草直胸跳甲对多种植物取食及产卵研究

[目的]为减少经济损失,全面生物防治喜旱莲子草。[方法]本文在室外非选择条件下研究了莲草直胸跳甲对12种植物的取食和产卵行为。[结果]非选择条件下,莲草直胸跳甲在靶标植物喜旱莲子草上取食和产卵最多;其次,非靶标植物取食量为莲子草甜菜莙荙。除了以上植物,莲草直胸跳甲成虫还会取食极少量黄瓜、苋菜和豇豆。莲草直胸跳甲在非靶标植物莲子草上产卵最多,其次是甜菜,在莙荙、豇豆上无产卵现象,而在其他植物上产卵较少,差异显著(P0.05)。[结论]综合分析认为:莲草直胸跳甲是安全的,这为大面积生物防治喜旱莲子草提供了理论依据。     

莲草直胸跳甲Hsp70蛋白的生物信息学分析

根据莲草直胸跳甲Hsp70基因的EST序列,利用电子克隆的方法获得莲草直胸跳甲Hsp70基因,通过生物信息学方法对该基因编码蛋白进行了保守结构域、疏水/亲水性、亚细胞定位、信号肽等理化性质和分子特性分析。结果表明,莲草直胸跳甲Hsp70基因全长2 216 bp,完整读码框1 899 bp,编码632个氨基酸残基,分子量为69.45 k Da,等电点为6.00;编码蛋白含有Hsp70的完整保守结构域和典型签名序列;具有的典型细胞质基序和亚细胞定位分别表明Hsp70位于细胞质中。研究结果可为深入研究该基因的生物学功能奠定基础。     

莲草直胸跳甲茎外化蛹条件的优化

[目的]优化莲草直胸跳甲茎外化蛹条件,为发挥莲草直胸跳甲在防治喜旱莲子草中的控制效能提供参考。[方法]通过调查化蛹率和羽化率对莲草直胸跳甲的茎外化蛹基质(湿润砂壤土、花泥、琼脂)进行了筛选。[结果]莲草直胸跳甲在花泥上的化蛹率和羽化率与茎秆无显著差异,但均高于砂壤土和琼脂等基质,表明花泥可作为该虫的适宜的茎外化蛹基质;以花泥作为化蛹基质,密度在30~40头/盒(约2 700 cm3)可保证较高的化蛹率和羽化率。[结论]研究结果为莲草直胸跳甲人工饲养的条件优化提供了新思路。     

Halloween genes AhCYP307A2 and AhCYP314A1 modulate last instar larva–pupa–adult transition,ovarian development and oogenesis in Agasicles hygrophila(Coleoptera: Chrysomelidae)

Ininsects,ecdysteroidsaresynthesizedbygenesoftheHalloweenfamilyandplayimportantrolesinseveralkey developmentalevents,includingmoltingandmetamorphosis.However,therolesofthesegenesinAgasicles hygrophila are still largely unknown.In this study, the expression patterns of the two Halloween genesAhCYP307A2andAhCYP314A1weredeterminedbyquantitativePCR(qPCR)atdifferentdevelopmentalstages.Moreover,the functions of these two genes were explored using RNA interference (RNAi), and ovarian development was ob...     

褐飞虱一个新的海藻糖合成酶基因的特性、 发育表达及RNAi效果分析

背景 昆虫海藻糖合成酶基因是昆虫海藻糖合成的主要基因,大多数昆虫中只拥有一个海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthase,TPS）基因,部分昆虫存在一个海藻糖-6-磷酸酯酶（trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP）基因。前期研究发现褐飞虱（Nilaparvata lugens）中拥有两个TPS,对其功能研究发现TPS不仅能够调控海藻糖代谢,还可介导海藻糖酶调控几丁质合成与降解途径,控制昆虫的蜕皮过程。目的 通过对褐飞虱转录组测序分析获得了一个新的TPS,检测该基因在褐飞虱不同发育阶段的表达情况,探究该基因的功能与前期发现的两个TPS的区别。方法 对获得的新TPS基因序列采用克隆技术获得全长cDNA序列,经验证正确后,对其蛋白的一级、二级、三级结构及与其他昆虫的TPS进行比对分析,最后采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术测定3个不同TPS在褐飞虱不同发育阶段的表达,并采用RNA干扰（RNAi）技术抑制TPS3的表达。结果 在前期研究的基础上,克隆出一个新的TPS,并命名为TPS3。TPS3开放阅读框长度为2 352 bp,编码783个氨基酸,预测蛋白分子量为88.9 kD,等电点为5.47,具有亲水性结构。生物信息学分析表明,褐飞虱3个TPS蛋白具有较高的同源性,都具有TPS和TPP两个保守结构域及其他特征序列,并且α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲所占的比例较为接近。褐飞虱不同发育阶段3条TPS的相对表达量不同,TPS1的相对表达量从4龄0 h开始逐渐上升,至成虫阶段达到最高,TPS2的相对表达量从4龄末期开始明显上升且在整个5龄阶段都有较高的表达,TPS3的相对表达量在5龄末期和成虫初期较高。单独干扰褐飞虱TPS3 48 h后被干扰基因的相对表达量下降,dsTPS3能有效抑制TPS3的表达。结论 在褐飞虱中发现一个新的TPS（TPS3）,其与褐飞虱中已经报道的TPS1和TPS2具有较高的同源性。不同发育阶段表达结果表明,3个TPS在发育过程中行使的功能不同。RNAi能够有效抑制TPS3的表达并导致褐飞虱蜕皮障碍和翅发育畸形。     

表皮蛋白基因参与锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成

【目的】作为昆虫表皮重要的结构物质,表皮蛋白（cuticle protein,CP）在昆虫对农药表皮穿透抗性形成过程中承担重要作用。锈赤扁谷盗（Cryptolestes ferrugineus）磷化氢抗性问题日益突出,论文旨在揭示表皮蛋白基因在该害虫磷化氢抗性形成过程中的作用。【方法】基于联合国粮农组织（FAO）推荐的生物测定方法解析5个地理种群（张家港、湘阴、淮安、怀化和太仓种群)锈赤扁谷盗磷化氢敏感性差异。首先通过锈赤扁谷盗转录组数据鉴定获得4个表皮蛋白基因,进而构建系统发育树,并对相应氨基酸序列进行分析。利用基因定量技术（RT-qPCR）解析上述4个锈赤扁谷盗表皮蛋白基因时空（不同发育阶段和成虫不同组织）和不同磷化氢抗性水平下的表达模式,以及表皮蛋白基因对磷化氢胁迫响应的表达模式。使用RNAi(RNA interference)技术对特定的表皮蛋白基因（CfRR2-1）进行沉默,并研究CfRR2-1被有效沉默后锈赤扁谷盗磷化氢敏感性变化情况。【结果】磷化氢敏感性测定结果显示,不同地理种群锈赤扁谷盗磷化氢敏感性水平差异显著,药剂抗性倍数（RR）范围为7.2—1 906.8。系统发育...     

喂饲棉蚜对方斑瓢虫生长发育及捕食功能反应的影响

【目的】研究喂饲棉蚜对方斑瓢虫生长发育及捕食功能反应的影响。【方法】以非转基因棉花品种中棉所49号为材料,在室内研究方斑瓢虫Propylaea quatuordecimpunctata取食棉蚜Aphis gossypii的生长发育及捕食功能反应。【结果】方斑瓢虫1龄平均龄期为1.73 d,2龄平均龄期为2.04 d,3龄平均龄期为1.64 d,4龄平均龄期为1.92 d,蛹期为3.09 d。方斑瓢虫各龄幼虫和成虫的捕食功能反应均属于Holling Ⅱ 型圆盘方程,在棉蚜密度相同下,4龄幼虫和成虫取食量远高于低龄幼虫;方斑瓢虫捕食量均随棉蚜密度的增加而增加,当棉蚜密度增加到一定水平,捕食量趋于稳定。方斑瓢虫各龄幼虫、成虫对棉蚜的寻找效应随猎物密度的增加而减少。【结论】方斑瓢虫取食棉蚜的发育历期室温下为7.3 d,蛹期为3.1 d。方斑瓢虫对棉蚜具有良好的控害潜能。     

黄瓜叶酸合成关键基因克隆与分析

【目的】分析黄瓜基因组中与叶酸合成代谢相关的基因数量、定位以及表达特征,对关键酶基因进行生物信息学分析与克隆,旨在为黄瓜叶酸合成调控研究奠定基础。【方法】根据已报道的拟南芥叶酸合成相关基因,利用黄瓜基因组数据库中9930_V3版本进行BLAST比对。利用MapChart绘制黄瓜染色体物理图谱并对基因定位。利用qRT-PCR分析这些基因在黄瓜果实发育不同时期和不同材料中的表达量。通过MEGA、WebLOGO、ExPASy等工具对关键酶基因进行生物信息学分析。通过PCR扩增对关键酶基因进行克隆,并测序分析基因的序列差异。【结果】同源比对获得19个黄瓜叶酸代谢相关基因,这些基因不均匀分布在黄瓜7条染色体上,且以Chr.4和Chr.5上分布最多。通过对其中11个调控叶酸合成的基因在测序黄瓜9930果实发育不同时期以及果实叶酸含量高低差异显著的2份材料的表达量分析,发现CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS和CsDHNA 3个基因与果实叶酸含量变化趋势完全一致;CsADCS、CsADCL、CsDHNA、CsHPPK/CsDHFS、CsFPGS、CsDHFS等基因的表达量在2份材料中具有显著差异。通过对2个调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因CsGCHI和CsADCS的蛋白序列及蛋白结构域分析,发现各物种中CsGCHI的同源基因均具有2个GTP_cyclohydroI结构域;CsADCS的同源基因均具有2个GATase结构域、1个Anth_synt_I_N结构域和1个Chorismate_bind结构域。它们在不同物种中高度保守,进化树分析亲缘关系近的物种聚类到一起。分别扩增黄瓜果实低叶酸含量自交系65G和高叶酸含量自交系02245中CsGCHI和CsADCS的同源基因,序列分析表明CsaV3_1G041250全长为3 012 bp,CDS序列长度为1 413 bp,3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的变异;CsaV3_7G026240全长为3 047 bp,CDS长度1 407 bp,序列无变异;CsaV3_5G036360全长7 941 bp,CDS序列长度为2 706 bp,序列无变异。【结论】鉴定出19个不均匀分布在7条染色体上的黄瓜叶酸代谢相关基因,基因CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS 、CsDHNA和CsADCS是影响黄瓜果实叶酸含量变化、导致叶酸含量高低显著差异的关键基因,调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因GCHI及ADCS功能相对保守,CsGCHI在65G、02245中有3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的差异。     

Adβgal-1和Adβgal-2克隆及其在猕猴桃果实软化中的作用

【目的】 β-半乳糖苷酶是一类参与细胞壁降解的糖苷酶,在植物的生长发育和果实成熟软化过程中发挥重要作用。通过对猕猴桃2个β-半乳糖苷酶基因的鉴定及其表达模式研究,明确它们在猕猴桃果实软化中的作用,丰富猕猴桃的后熟软化机理研究。【方法】 以‘米良1号’猕猴桃为试材,采用RT-PCR法扩增果实的β-半乳糖苷酶基因,利用在线数据库分析其编码蛋白的特性、功能结构域、系统进化关系、基因结构和调控miRNA,应用qPCR研究其在不同组织部位、果实的不同软化时期、不同贮藏温度和ABA处理后的表达特征,并结合酶活性变化,阐释这2个β-半乳糖苷酶基因在猕猴桃果实软化中的作用。【结果】 克隆得到2个猕猴桃β-半乳糖苷酶基因（Adβgal-1和Adβgal-2）,登录号分别为MH319788和MH319789。Adβgal-1的开放阅读框为2 280 bp,编码759个氨基酸;Adβgal-2的开放阅读框为2 025 bp,编码674个氨基酸。结构域分析显示,Adβgal-1和Adβgal-2均含有植物糖苷水解酶家族35的功能结构域（Glyco_hydro_35）。基因结构分析表明,Adβgal-1由18个外显子和17个内含子组成,而Adβgal-2由17个外显子和16个内含子组成。进化树分析显示它们位于两个不同的进化分支中,且序列差异较大,可能源自不同的基因祖先。qPCR分析结果表明,Adβgal-1和Adβgal-2在猕猴桃的各组织部位（根、茎、叶、花、幼果、成熟果）均有表达,但表达水平不同;它们均在果实软化初期上调表达,随着果实硬度的下降,表达量持续增加;在25℃贮藏过程中,它们均在3 d时上调表达,随着时间的推移,表达量增加;而在4℃贮藏过程中,Adβgal-1的表达受到抑制,Adβgal-2的表达呈波浪式;ABA处理诱导Adβgal-1和Adβgal-2的表达。酶活性测定结果显示,β-半乳糖苷酶活性在果实软化初期略有降低,随着果实硬度的下降逐渐升高。【结论】 Adβgal-1和Adβgal-2均参与猕猴桃果实的软化进程。不同贮藏温度和ABA处理对猕猴桃果实软化的影响可能是通过改变β-半乳糖苷酶基因的表达而实现的。     

基于TMT定量蛋白质组学揭示纳米包装双孢蘑菇采后冷藏生理代谢规律

【背景】双孢蘑菇采后极易发生开伞、失水及褐变等品质劣变现象,极大地影响了其贮藏品质和商业价值。前期研究已证实纳米包装可有效延缓双孢蘑菇采后的品质劣变,但其保鲜机制仍不清晰。【目的】本研究通过串联质谱标记（TMT）定量蛋白质组学技术,对纳米包装和普通聚乙烯包装的双孢蘑菇贮藏期间的差异表达蛋白进行分析,进一步探究纳米包装保鲜双孢蘑菇的作用机制。【方法】以双孢蘑菇为研究对象,用纳米包装对其进行保鲜,并以普通聚乙烯包装作为对照。对贮藏期间双孢蘑菇进行蛋白提取和胰蛋白酶解,并通过TMT标记及液相色谱串联质谱检测,筛选出差异表达蛋白,结合生物信息学分析,研究差异蛋白所参与的主要代谢途径,同时利用实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）技术,在基因层面验证差异蛋白的表达水平。【结果】纳米包装有效维持了双孢蘑菇的外观品质,并且延缓了细胞膜透性的增加。随着贮藏时间的增加,两组包装的差异蛋白数目增多,在贮藏中期（6 d）和贮藏末期（10 d）,差异蛋白分别达到62个和148个,其中纳米包装和普通包装有共同差异蛋白22个。结合生物信息学分析,发现这些差异蛋白主要与能量代谢和脂代谢等功能途径相关。对脂代谢途径进...     

绿盲蝽G蛋白偶联受体激酶2基因（AlGRK2）的表达分析及在绿盲蝽生长发育中的功能

【目的】克隆绿盲蝽（Apolygus lucorum）G蛋白偶联受体激酶2基因（AlGRK2）cDNA序列,明确其时空表达谱,阐明外源蜕皮激素（20E）对AlGRK2表达的影响,分析AlGRK2在绿盲蝽生长发育中的作用,为进一步研究其在蜕皮激素信号转导通路中的功能打下基础。【方法】RACE法克隆获得AlGRK2全长,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析不同日龄绿盲蝽及雌成虫不同组织中AlGRK2的表达谱,分析外源20E诱导及RNAi处理后,AlGRK2 mRNA表达的应答反应及对绿盲蝽生长发育主要参数（发育历期、若虫体重及成虫羽化率）的影响。【结果】AlGRK2 cDNA序列全长2 715 bp,开放阅读框2 106 bp,编码701个氨基酸,ExPASy预测其蛋白分子量为80.2 kD,理论等电点为6.56;蛋白结构分析显示AlGRK2包含4个结构域,即G蛋白信号调节区（RGS,54—175 aa）、丝氨酸/苏氨酸激酶结构域（S-TKc,191—454 aa）、丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶的伸展部分（S-TK-X,455—534 aa）和PH结构域（PH,558—655 aa）,其中PH结构域是GRK2蛋白的典型结构域;系统发育分析结果表明,绿盲蝽GRK2与茶翅蝽GRK2亲缘关系最近;AlGRK2在绿盲蝽1—16日龄虫体内均有表达,mRNA表达量呈现出波动式下降的模式,在绿盲蝽初始龄期的表达量较高,而在末龄期的表达量显著下降;AlGRK2在绿盲蝽雌成虫卵巢和脂肪体中高表达,在胸与足中的表达量较低;外源20E处理后,AlGRK2在绿盲蝽1日龄和3日龄表达量显著下调,AlGRK2在雌成虫各组织中均表达上调,在卵巢及脂肪体中上调幅度最大,相反的是,20E信号通路中PLC抑制剂U73122处理的AlGRK2表达量下调;绿盲蝽若虫发育历期、末龄若虫体重和成虫羽化率均显著下降,相反的是,U73122处理组若虫期的发育历期显著延长;此外,与注射dsGFP处理组相比,注射dsAlGRK2处理后绿盲蝽的AlGRK2表达水平显著下降,若虫死亡率及发育历期显著增加,而成虫羽化率和5龄若虫体重均显著下降。【结论】AlGRK2在绿盲蝽体内的表达谱显示出发育阶段特异性和组织特异性;外源20E抑制剂及RNAi处理后,均可抑制AlGRK2的表达,同时还可对绿盲蝽生长发育产生不利影响,表现为延缓绿盲蝽的发育进度、降低5龄若虫体重及成虫羽化率。     

中华蜜蜂NPC2基因家族克隆及表达模式分析

【背景】 作为我国本土重要的资源昆虫,中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）对我国初冬季低温开花植物的传粉具有重要的生态价值,其传粉习性与嗅觉系统密切相关。前期对中蜂采集蜂高、低温处理后的触角转录组数据分析发现,与昆虫嗅觉相关的尼曼匹克C2型蛋白（Niemann-Pick type C2 protein,NPC2）基因家族在低温时表达量上升。【目的】 以中蜂NPC2家族基因为研究对象,克隆并分析其结构特征和表达谱以及高、低温处理下表达量的差异,为深入研究中蜂NPC2基因家族在中蜂低温适应的嗅觉感受功能提供参考。【方法】 基于中蜂高、低温转录组测序结果,利用RT-PCR克隆获得中蜂NPC2基因ORF序列,进行系统进化树分析和三维结构预测,然后通过实时荧光定量PCR分析中蜂NPC2基因在不同发育时期、组织的时空表达谱,以及高、低温时的表达量变化。【结果】 获得4个中蜂NPC2基因——AcNPC2a、AcNPC2b、AcNPC2c、AcNPC2d的ORF全长,分别为447、480、459和465 bp,编码148、159、152和154个氨基酸,预测蛋白分子量为16.12—18.53 kD,等电点分别为7.98、7.57、6.56和6.34。进化树分析显示AcNPC2与意大利蜜蜂的NPC2同源序列亲缘关系最近,与其他膜翅目昆虫NPC2也有一定相似性。实时荧光定量PCR结果显示,AcNPC2a在新出房蜂的腹部表达量最高,其次是在哺育蜂的腹部以及幼虫期;AcNPC2b在新出房蜂的胸部表达最高,在采集蜂的头部、胸部和后足也有表达;AcNPC2c在哺育蜂和采集蜂的触角中呈高丰度表达;AcNPC2d在采集蜂的头部表达量最高。经低温处理后,4个AcNPC2基因在采集蜂触角中的表达量均有所上升,但差异不显著。【结论】 AcNPC2具有NPC2蛋白的保守结构,其基因家族成员在中蜂的时空表达谱中呈现多样性,其中AcNPC2c在触角中呈高丰度表达,表明其与中蜂嗅觉感受功能关系密切。AcNPC2基因家族在低温时采集蜂触角中表达量均有所上升,表明该基因家族有可能参与中蜂的低温适应性,或与初冬季访花行为有关。     

玉米大斑病菌小柱孢酮脱水酶StSCD家族鉴定及其功能分析

【目的】小柱孢酮脱水酶（scytalone dehydratase,SCD）是黑色素合成过程中的关键酶。本文旨在鉴定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）小柱孢酮脱水酶基因（StSCD）家族,并分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StSCD基因家族表达量差异及SCD抑制剂对黑色素合成的影响,为进一步研究StSCD基因家族在黑色素合成和附着胞发育中的作用打下基础。【方法】利用玉米大斑病菌野生型菌株01-23的全基因组数据,获得StSCD基因家族的全序列,并与玉米小斑病菌（Cochlibolus heterostrophus）、稻瘟病菌（Pyricularia oryzae）、瓜类炭疽病菌（Colletotrichum lagenaria）等真菌的SCD进行序列比对;收集玉米大斑病菌附着胞不同发育时期的材料进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析,获得不同时期、不同StSCD的表达量,从而确定与病菌侵染和附着胞黑色素化密切相关的脱水酶基因;使用SCD抑制剂环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌,测定菌落生长速度、黑色素合成量、附着胞膨压等,确定StSCD在附着胞发育过程中的作用。【结果】玉米大斑病菌全基因组中共鉴定到4个StSCD,其编码蛋白具有SCD保守结构域及保守的催化及底物结合氨基酸残基。StSCD3与灰葡萄孢（Botrytis cinerea）中功能冗余的SCD2蛋白具有较高同源性,StSCD4与多主棒孢（Corynespora cassiicola）中参与黑色素合成的SCD蛋白具有较高同源性。通过分析玉米大斑病菌生长发育过程中不同时期StSCD的表达量发现,在附着胞时期4个StSCD表达量均上调,其中StSCD3、StSCD4表达量上调尤为显著,附着胞再生菌丝时期StSCD3、StSCD4的表达量均显著下降,并且在附着胞诱导整个时期StSCD4的表达量较高。环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌后,黑色素合成受阻,附着胞膨压显著降低。【结论】玉米大斑病菌含有4个StSCD,推测StSCD4参与DHN（1,8-间苯二酚）黑色素的合成,并进而影响附着胞膨压积累。