异色瓢虫与七星瓢虫细胞色素P450、抗菌肽和溶菌酶基因的鉴定及表达分析

为探究异色瓢虫Harmonia axyridis环境竞争力的来源,以七星瓢虫Coccinella septempunctata为对照,采用同源比对法对两者细胞色素P450（cytochrome P450,CYP450）、抗菌肽和溶菌酶基因进行鉴定,并对差异表达基因进行分析和荧光定量PCR验证。结果显示,在异色瓢虫中共发现89个CYP450基因、25个抗菌肽基因和18个溶菌酶基因;在七星瓢虫中共发现127个CYP450基因、17个抗菌肽基因和9个溶菌酶基因。异色瓢虫编码抗菌肽和溶菌酶的基因较七星瓢虫存在明显的扩增,而CYP450基因的扩增少于七星瓢虫,表明抗菌肽家族在异色瓢虫环境竞争过程中有着更重要的作用;通过转录组的差异表达分析以及荧光定量PCR验证,发现大部分抗菌肽和溶菌酶基因在脂肪体中高表达,据此推测脂肪体为2种瓢虫抗菌肽等免疫因子的主要合成场所。     

西花蓟马FoccOBP3的分子克隆、序列分析及表达特征

鉴定昆虫嗅觉相关蛋白基因并对其序列和时空表达进行研究,可为阐明昆虫与寄主间的化学通讯机制提供依据.本文新克隆并鉴定获得一个西花蓟马OBP基因FoccOBP3(GenBank登录号:MT682352),cDNA序列全长1226bp,读码框全长432bp,编码143个氨基酸残基.氨基酸序列中六个保守的半胱氨酸位点排列方式为...     

西北旱区枣疯病植原体核糖体蛋白基因的生物信息学分析

枣疯病是枣树上的一种具有毁灭性的植原体病害,几乎分布于国内所有的枣树栽培区,造成了巨大的经济损失.对我国陕西、宁夏、甘肃3省枣疯病样品植原体核糖体蛋白基因进行克隆和测序,获得枣疯病植原体的核糖体基因片段为1 196bp,包含部分rps19,rpl22和rps3三个基因,其中rpl22和rps3大小分别354bp和753bp,分别编码118和251个氨基酸,且这两个基因为非重叠基因.序列同源性比较结果表明:我国陕西、宁夏、甘肃的枣疯病植原体的核糖体蛋白rp基因大小一致,归属于植原体16S rⅤ-B组;该植原体核糖体蛋白基因特性与樱桃致死黄化(CLY5)和桃树黄化印度分离株系(PY-In)植原体相似.首次报道了我国枣疯病核糖体蛋白基因rp基因的序列,把枣疯病植原体归到16S rⅤ-B组,为枣疯病植原体提供了新的分类依据.     

相似穿孔线虫S型半胱氨酸蛋白酶基因克隆与序列分析

根据不同种类线虫编码半胱氨酸蛋白酶的保守序列及植物寄生性线虫的半胱氨酸蛋白酶氨基酸密码子的偏好设计简并引物,通过RACE技术,首次从相似穿孔线虫(Radopholus similis)中克隆得到一个编码S型半胱氨酸蛋白酶基因的cDNA全长,命名为Rs-CPS(GenBank登录号EU659125)。Rs-CPS基因全长为1112bp,编码314个氨基酸,分子量为34.69ku。分析结果显示:Rs-CPS氨基酸序列具有半胱氨酸蛋白酶家族典型的Cys-His-Asn三联体酶催化活性中心,而且N端有1个17个氨基酸残基组成的信号肽。     

相似穿孔线虫S型半胱氨酸蛋白酶基因克隆与序列分析

根据不同种类线虫编码半胱氨酸蛋白酶的保守序列及植物寄生性线虫的半胱氨酸蛋白酶氨基酸密码子的偏好设计简并引物,通过RACE技术,首次从相似穿孔线虫(Radopholus similis)中克隆得到一个编码S型半胱氨酸蛋白酶基因的cDNA全长,命名为Rs-CPS(GenBank登录号EU659125)。Rs-CPS基因全长为1112bp,编码314个氨基酸,分子量为34.69ku。分析结果显示:Rs-CPS氨基酸序列具有半胱氨酸蛋白酶家族典型的Cys-His-Asn三联体酶催化活性中心,而且N端有1个17个氨基酸残基组成的信号肽。     

链孢粘帚霉寄生核盘菌菌核相关基因的EST生物信息学分析

链孢粘帚霉Gliocladium catenulatum是一种重要的菌寄生真菌,为了明确该菌与寄主核盘菌Sclerotinia sclerotiorum互作中参与菌寄生过程的功能基因,本实验室前期采用抑制消减杂交技术(SSH)构建了消减cDNA文库.本文从该库里随机挑选420个阳性克隆进行测序分析,结果表明克隆片段大小在200～600bp的序列占81.07%.去除载体和小于100bp的序列,获得391条有效序列,其平均长度为409bp.通过序列拼接得到181个单值基因(unigenes),其中包括27个重叠群(contigs)和154个单拷贝的ESTs(singletons).将得到的ESTs与NCBI非冗余蛋白数据库(NR)进行BLASTx分析,结果显示有38个基因的编码蛋白与已知功能的蛋白有较高的相似性,其中包括可能与生物防治功能相关的内切葡聚糖酶、脂滴包被蛋白、MFS转运蛋白、过氧化物酶等;有39条序列在NCBI数据库中未找到相似序列,可能为新基因;其他基因的编码蛋白与数据库中功能未知蛋白相似性高.本研究为明确与重寄生功能相关的基因奠定了基础.     

球孢白僵菌DNA甲基转移酶基因Dim-2的克隆及其表达分析

本研究运用RACE技术,从球孢白僵菌中克隆出完整的DNA甲基转移酶基因Dim-2的编码区序列。该基因c DNA全长4021 bp,5′端非翻译区283 bp,3′端非翻译区303 bp,开放阅读框(ORF)3429 bp,编码1142个氨基酸。蛋白理论分子量为128 k D,理论等电点为6.13。结构域分析显示,该基因编码蛋白含有1个BAH结构域和合成5-甲基胞嘧啶的活性区域。Real-time PCR与HPLC检测表明,球孢白僵菌DNA甲基化程度会随着其生长发育的变化而不断改变。结果显示,球孢白僵菌Dim-2基因的转录表达量与基因组DNA的5-甲基胞嘧啶百分含量在菌体培养初始产孢阶段(即培养第7 d),均出现了1个低谷。这可能意味着球孢白僵菌Dim-2基因所引起的DNA甲基化与其生长发育之间具有内在的联系。本研究将为进一步探索DNA甲基化在虫生真菌生长发育中具体功能机制奠定基础。     

小菜蛾鱼尼丁受体基因克隆及序列分析

利用RT-PCR和RACE技术克隆了小菜蛾(Plutella xylostella)鱼尼丁受体(Px-RyR)基因,其核苷酸序列全长15 748bp,5′非编码区267bp,3′端非编码区109bp,开放阅读区全长为15 372bp(GenBank登录号:JF927788),编码5 123个氨基酸残基。估测其蛋白分子量为579.39ku,等电点为5.45。该基因编码氨基酸序列和其他鳞翅目昆虫RyR氨基酸序列比对相似性较高(92%),与哺乳动物3种亚型RyRs的相似性为45%～47%。此外,二级结构预测,其C-末端存在6个跨膜区域;且Px-RyR中存在一个出现4次重复,长度为89～95个氨基酸的RyR结构域,平均相似性为33%。     

植物内生蜡样芽孢杆菌M22 Mn-SOD基因的克隆及在大肠杆菌中表达

 通过PCR和反向PCR,从蜡样芽孢杆菌M22中扩增到2条长度为1 322 bp和1 395 bp的基因片段(GenBank登录号为AY540749和AY468485),分别含657 bp和627 bp的开放阅读框,各自编码218个和208个氨基酸残基的功能蛋白。2个蛋白氨基酸序列同源性为46%,均不含信号肽。与其它锰超氧化物歧化酶序列同源性高,保守氨基酸残基类型及位置与其它Mn-SOD相同,可确定2个基因均为蜡样芽孢杆菌Mn-SOD基因。分别将2个基因的开放阅读框插入载体pET-22b (+)构建表达质粒pET-sodA,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导蛋白表达。SDS-PAGE显示融合蛋白相对分子质量分别为28 kD和27 kD。转入pET-sodA的SOD缺陷型大肠杆菌QC779转化子恢复在10μmol/L paraquat的LB平板上生长的能力。活性电泳显示,M22的Mn-SOD在QC779中成功表达。     

亚洲玉米螟6-磷酸葡萄糖异构酶基因(Pgi)全序测定及分析

为进一步从核酸水平上研究亚洲玉米螟Pgi基因相关特性,采用反转录PCR及RACE等技术对该基因编码序列及DNA全序列进行了测定,与Gen Bank中其它昆虫Pgi基因相关信息进行比较分析,并构建了系统发育树。结果表明:亚洲玉米螟Pgi基因编码区序列长为1 671 bp,共编码556个氨基酸;其DNA序列全长为10 078 bp(短序列为9 311 bp),由12个外显子与11个内含子镶嵌而成;各外显子长度与鳞翅目大部分昆虫相同,介于95~188 bp之间,内含子序列总长度为8 407 bp(短序列为7 640 bp),各内含子长度介于418~1 547 bp之间,且在内含子3、4、5、11上均发现杂合现象。系统发育结果显示,大部分昆虫Pgi基因c DNA严格按物种聚类,除了双翅目的家蝇Musca domestica与黑森瘿蚊Mayetiola destructor出现一定的交叉现象外,其余没有出现交叉现象。     

棉铃虫 JNKs 基因的克隆及表达分析

c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)是MAPK家族(mitogen-activated protein kinases, 丝裂原活化蛋白激酶)的重要成员, 具有参与昆虫抗逆反应等多种功能。为明确JNK在棉铃虫 Helicoverpa armigera 中的表达特性及其对Bt杀虫蛋白的应激与免疫反应, 本研究通过PCR克隆得到2个棉铃虫 JNK 基因 HaJNK1 和 HaJNK2; 生物信息学分析结果显示: HaJNK1和 HaJNK2基因开放阅读框分别为1 191、1 143 bp, 分别编码397、381个氨基酸。系统进化树分析结果表明棉铃虫 HaJNK1 与黏虫 Mythimna separata 聚为一支, 亲缘关系较近, HaJNK2与 家蚕 Bombyx mori 聚为一支, 同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术分析 HaJNK1 与 HaJNK2 在棉铃虫不同发育时期、不同组织中的表达量, 发现 HaJNK1 与 HaJNK2 在卵中表达量最高, 其次是雌成虫; HaJNK1 在性腺中表达量最高, 其次是唾液腺; HaJNK2 在头部表达量最高, 其次是性腺。取食Cry1Ac的4龄棉铃虫幼虫的中肠组织中, HaJNK1 与 HaJNK2 的表达量均显著升高。推测 HaJNKs 基因可能参与棉铃虫抵御Bt杀虫蛋白伤害的应激和抗逆反应。     

褐飞虱两个酚氧化酶原基因的特性及细菌诱导后的表达分析

为探讨褐飞虱Nilaparvata lugens（Stål）酚氧化酶原基因的发育表达模式及生物学功能,利用转录组数据和RACE方法获得两条褐飞虱酚氧化酶原基因NlPPO1（GenBank No.：ALE32751）和NlPPO2（GenBank No.：ALE32752）全长序列,褐飞虱NlPPO1全长为2316 bp,CDS编码区为2073 bp,编码690氨基酸;NlPPO2全长为2738 bp,CDS编码区为2100 bp,编码699氨基酸。通过实时荧光定量PCR方法检测NlPPO的发育表达模式及注射细菌诱导后NlPPO的表达量变化。发育表达模式结果显示,NlPPO1和NlPPO2在肠中都有较高的表达水平,而NlPPO1在表皮细胞表达量最低,NlPPO2在脂肪体表达量最低;在5龄幼虫阶段NlPPO1随时间增加表达量增加,NlPPO2表达量则维持相对较高水平;在成虫阶段NlPPO1表达量维持在较低水平,NlPPO2随时间增加表达量降低。注射大肠杆菌诱导NlPPO结果表明,诱导24 h后,NlPPO1表达量显著升高,NlPPO2表达量变化差异不显著;注射枯草芽胞杆菌诱导NlPPO结果表明,诱导24 h后,NlPPO1和NlPPO2表达量都显著升高。研究结果显示褐飞虱NlPPO1和NlPPO2的发育表达模式存在差异,对不同菌诱导免疫应答也存在差异,暗示二者具有不同的生物学功能。该结果为进一步探索酚氧化酶原在褐飞虱对病原菌的免疫响应机制奠定基础。     

黄连根腐病发生与根际土壤、根茎内生、叶内生细菌群落结构变化关系

为了探讨细菌群落结构与黄连根腐病发生的关系,本文分析了两个不同地点健康和染病黄连的根茎、叶内生细菌和根际土壤细菌的组成和差异。结果显示,黄连根茎、叶片和根际土壤样品中根际土壤细菌群落多样性最丰富,根茎内生菌次之。在所有样品中,主要的优势菌门为变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和绿弯菌门Chloroflexi。相较于健康黄连组样品,染病黄连根际土壤、根茎和叶片样品中多个菌属细菌相对丰度发生显著改变,如Vibrionimonas,乳杆菌属Lactobacillus和鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas等,表明可能与黄连根腐病的发生有一定关联。此外,RDA分析表明,伯克氏菌属Burkholderia、全噬菌属Holophaga和雷尔氏菌属Ralstonia与黄连根际土壤有机质、有效氮、pH有显著相关性。本研究分析了两个不同地点的健康和染病黄连根际、叶片内生细菌和根际土壤细菌群落结构差异,为综合分析黄连根腐病的成因和机制提供了参考。     

华南地区中华微刺盲蝽种群动态及迁移规律

2002-2003年分别在广州和深圳调查研究了中华微刺盲蝽在胜红蓟、黄槐决明、野茼蒿、肖梵天花和黄皮、芒果、龙眼、荔枝上的种群动态及迁移规律。结果表明,该盲蝽在胜红蓟、黄槐、野茼蓠、肖梵天花上的自然种群数量大,全年共发生1～3个高峰期,高峰期的时间主要集中在3-5月份和11-12月份;中华微刺盲蝽在胜红蓟上的种群密度与蓟马数量存在显著相关性,与蚜虫数量无显著相关性;中华微刺盲蝽成虫在4种果树上分布的时间与果树的花期吻合,且在果园存在明显的迁移规律。因此,在田间中华微刺盲蝽具有较好的保护及利用价值。     

饥饿胁迫下黑肩绿盲蝽转录组分析及S6K基因功能分析

为扩大黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis的人工繁殖规模,利用RNA-seq技术对饥饿胁迫2 d的黑肩绿盲蝽雌成虫进行转录组测序分析,筛选参与生殖调控的相关信号通路,挖掘直接或者间接影响生殖的相关基因,采用实时荧光定量PCR（real-time fluorescence quantification PCR,qRT-PCR）对筛选的相关基因进行验证,并通过试验分析沉默S6K基因和饥饿处理对黑肩绿盲蝽生殖的影响。结果显示,与取食褐飞虱Nilaparvata lugens卵（CK）的黑肩绿盲蝽相比,饥饿处理2 d的黑肩绿盲蝽雌成虫有11 675个基因差异表达,其中有4 264个基因表达量上调,7 411个基因表达量下调。共筛选到7条与生殖调控相关的信号通路和6个与生殖调控相关的基因,除TSC2基因表达量上调外,其他S6K、INSR、Akt、HSP70-1、HSP70-2五个与生殖相关基因的表达量在7条生殖相关信号通路中均下调。qRT-PCR检测结果与转录组测序结果一致,说明转录组分析结果可靠。沉默S6K基因后,黑肩绿盲蝽雌成虫脂肪体和卵巢蛋白质含量、Vg基因表达量、雌成虫产卵量和Vg含量较对照显著降低。此外,饥饿处理2 d后黑肩绿盲蝽雌成虫产卵量也较对照显著减少。表明饥饿胁迫后黑肩绿盲蝽雌成虫的生殖相关通路可能受多个信号通路调控,S6K表达量下降显著影响黑肩绿盲蝽的生殖。