不同温度对大豆蚜海藻糖合成酶基因表达及沉默效率研究

海藻糖是昆虫血淋巴中最重要的糖类物质，海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase，TPS）是昆虫体内海藻糖合成途径的关键酶。本试验通过转录组测序获得一条大豆蚜Aphis glycines（Matsumura）海藻糖合成酶的cDNA序列，命名为AgTPS（GenBank登录号：MN068811）。cDNA序列全长4174 bp，包含一个长度为2559 bp的开放阅读框，编码852个氨基酸，等电点为5.98，分子质量为95.8 kDa，具有一个典型的TPS结构域。不同温度下AgTPS基因干扰结果显示：5℃时基因沉默持续时间最长，30℃处理6 h时该基因沉默效果最好，抑制率可达79.48%，且30℃干扰后对大豆蚜生存和繁殖影响最大。试验表明该基因参与大豆蚜抗逆过程，试验结果为利用RNA干扰技术防治大豆蚜提供理论依据。     

齐墩果酸肟醚类化合物的合成及杀菌活性

为了开发潜在的氨基葡萄糖-6-磷酸合成酶（GlmS）抑制剂和杀菌剂,设计并合成了30个齐墩果酸肟醚类化合物,其中29个为新化合物,其结构均经1H NMR、13C NMR和高分辨质谱确证。采用Elson-Morgan法和菌丝生长速率法,分别测定了目标化合物对GlmS的抑制活性和杀菌活性。结果表明:在0.35 mmol/L下,大部分目标化合物对GlmS表现出一定的抑制活性,其中,化合物A-01、A-02、A-04、C-04和C-05对GlmS的抑制率在30%左右;部分化合物在50 μg/mL下对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum（Lib.）de Bary、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea Pers. 和稻瘟病菌Pyricularia oryzae Cav. 具有较好的杀菌活性,其中,化合物A-01、A-02、A-04、A-05和B-02对油菜菌核病菌的抑制率在88%左右,具有进一步研究的价值。     

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。     

禾谷镰孢菌β-1,3-葡聚糖合成酶催化亚基GLS2异源表达体系的建立

本研究旨在利用草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda昆虫细胞Sf9-杆状病毒表达系统筛选禾谷镰孢菌Fusarium graminearum β-1,3-葡聚糖合成酶催化亚基GLS2在昆虫细胞中的异源表达载体和分离纯化所用的去污剂，为后续研究该蛋白与药剂的结合模型提供基础。通过对杆状病毒表达质粒pFastBac进行设计和改造、利用同源重组的方法构建质粒、使用昆虫细胞表达系统对重组蛋白进行异源表达、筛选适合提取目的蛋白的去污剂等方法，得到适合禾谷镰孢菌β-1,3-葡聚糖合成酶催化亚基GLS2异源表达的载体和分离目的蛋白的方法。结果表明，载体pFastBac-GP67-8×His-GFP-TEV-FgGLS2、pFastBac-HA-8×His-GFP-TEV-FgGLS2、pFastBacGP67-6×His-2×Strep-TEV-FgGLS2和pFastBac-FgRHO-TEV-8×His均可在草地贪夜蛾昆虫细胞Sf9表达系统中进行表达，其中：GP67-8×His-GFP-TEV-FgGLS2融合蛋白可以用去污剂十二烷基二甲胺氧化胺(dodecyldimethylami...     

海藻糖酶结构及其抑制剂的农用活性研究进展

海藻糖是一种非还原性二糖,在昆虫、真菌等有害生物体内参与能量代谢、逆境恢复、几丁质合成等过程。海藻糖酶 (EC 3.2.1.28) 由于其对海藻糖代谢及其含量调控具有重要作用,且在农业有害生物和哺乳动物体内存在功能差异,已成为开发新型农用化学品的安全型候选靶标。本文对海藻糖酶的晶体结构、海藻糖酶与底物/抑制剂的互作机制研究进展进行了综述;同时对具有农用活性的海藻糖酶抑制剂,如井冈霉素、天然产物salbostatin和trehazolin及其合成类似物、脱氧野尻霉素及其合成类似物、天然生物碱及其合成类似物以及胡椒碱及其类似物的研究进展进行了概述,并重点论述了以胡椒碱为骨架的化合物在农业有害生物防治上的应用。本综述可为靶向海藻糖酶结构进行新型胡椒碱类结构的农用化学品设计与发现提供参考。     

基于海藻糖的生物节水抗逆农业研究进展

生物节水农业主要包括新品种选育、外源有益物质和激素的添加及高效节水栽培措施的建立三个方向。海藻糖是国际上开发的主要低聚糖之一,常被作为外源有益物质应用于农业生产。在综合国内外相关研究文献的基础上,对海藻糖的性质及其提高植物抗逆性的机理、海藻糖与气孔免疫的关系等方面进行分析,发现外源性的海藻糖具有良好的非特异性保护作用,它能有效提高植物的抗逆性以及抗病虫害的能力。其次,海藻糖能通过调节气孔发育和气孔运动进一步增强农作物的抗旱性。本文认为海藻糖在生物节水农业方面有广阔的应用前景,是提高农作物水分利用效率的重要途径。     

EPSP合成酶的纯化与制备

EPSP合成酶 ( 5 -烯醇丙酮酸莽草酸 - 3-磷酸合酶 )是除草剂靶标酶之一 [1 ] ,也是抗草甘膦转基因作物的关键性酶 [2 ] ,它催化一分子的莽草酸 - 3-磷酸 ( S3P)和烯醇式丙酮酸 ( PEP)成EPSP,从而导致芳香族氨基酸——色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸的生物合成。 EPSP合成酶存在于细菌、真菌和植物中 ,但由于其性质的不稳定性、不均匀性和低丰度 ,造成分离纯化困难 [3] 。作者以菜豆 ( Phaselusvulgaris L .)幼苗为原料 ,经快速纯化 (整个纯化过程少于 1 .5 h)获得的EPSP合成酶产品能用于除草剂的筛选工作 ,为以 EPSP合成酶为靶标的生…     

浅黄恩蚜小蜂寄生对烟粉虱海藻糖含量、酶活和热激蛋白表达水平的影响

本文以烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius及其优势寄生蜂浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia (Girault & Dodd)为研究对象,测定了浅黄恩蚜小蜂寄生烟粉虱若虫后6、12、24、48和72 h,寄主体内海藻糖含量、海藻糖酶活性变化以及3种热激蛋白基因的即时表达情况.结果表明,自寄生蜂寄生后烟粉虱体内海藻糖含量先升高后降低,而海藻糖酶活性则先降低后升高,二者的变化拐点均表现在寄生后24 h.此外,寄生能够诱导烟粉虱hsp90过量表达,但同时抑制hsp70的表达.热激蛋白hsp20的表达量先升高后降低,且3种基因均在寄生后12h开始出现表达差异.本研究证明海藻糖和热激蛋白参与了寄生蜂与寄主互作体系,同时探讨了二者在寄生蜂与寄主互作过程中的具体作用,对于揭示寄生蜂-寄主互作机制有一定的参考价值.     

蛴螬感染嗜菌异小杆线虫后酶活性和能源物质含量变化

为探究昆虫病原线虫对蛴螬的致病机理,测定了蛴螬感染嗜菌异小杆线虫沧州品系 Heterorhabditis bacteriophora Cangzhou strain后其酚氧化酶（PO）、羧酸酯酶（CarE）活性以及血淋巴蛋白、海藻糖含量的变化。结果表明,线虫侵染后蛴螬 PO 和 CarE 活性大致表现出“升高-峰值-下降”的变化过程,华北大黑鳃金龟 Holotrichia oblita Faldermann、暗黑鳃金龟 H. parallela Motschulsky 和铜绿丽金龟 Anomala corpulenta Motschulsky 3种金龟子2龄幼虫PO活性分别在24、12、36 h达到最大并显著高于对照,CarE活性则分别在48、36、48 h达到最大且显著高于对照。注射线虫悬浮液至铜绿丽金龟3龄幼虫血腔后20 h,血淋巴蛋白含量最高且显著高于对照,28 h含量最低且显著低于对照;海藻糖含量在注射后20 h达到最高但与对照差异不显著,28 h含量最低且显著低于对照。两种酶活性以及能源物质含量的变化,表明嗜菌异小杆线虫入侵对蛴螬免疫系统和代谢过程产生了一定影响,也为揭示昆虫病原线虫对蛴螬的致病机理提供了一定的试验数据。     

m6A RNA甲基化修饰在昆虫生长发育、免疫和抗药性中的作用

N6-腺苷酸甲基化(N6-methyladenosine, m6A)修饰是真核生物中含量最丰富的RNA修饰, 通过参与RNA的选择性剪接、稳定性、出核、翻译和降解等分子过程从而调控动物、植物和微生物的多项重要生物学功能。本文总结归纳了m6A 修饰在果蝇Drosophila、家蚕Bombyx mori、意大利蜜蜂Apis mellifera和烟粉虱Bemisia tabaci等昆虫生长发育、免疫和抗药性中的作用, 并分析了当前研究中的不足与空白, 为进一步研究m6A修饰在昆虫中的生理功能提供参考。     

Drought-induced anatomical changes in radish (Raphanus sativus L.) leaves supplied with trehalose through different modes

Leaf anatomical changes were appraised in exogenously applied trehalose of radish (Raphanus sativus L.) plants grown under nonstress (well-watered) and water stress (60% field capacity) conditions. Two cultivars of radish namely, Manu and 40-Day, were grown in a pot experiment at the Botanical Garden, GCUF, Pakistan. Plants were subjected to 60% field capacity conditions after three weeks of germination. Trehalose (25 mM) was applied to the radish plants through two different modes (foliar and presowing). After 2 weeks of foliar-applied trehalose, the leaves were excised from the plants for studying different anatomical features. Water stress caused a significant reduction in the leaf vascular bundle area, leaf midrib thickness (only in cv. Manu), leaf parenchyma cell area, and the number of vascular bundles in both radish cultivars, while water stress increased leaf epidermis thickness of both radish cultivars. Exogenously applied trehalose through both (presoaking and foliar spray) modes was effective in increasing leaf epidermis thickness, vascular bundle area, midrib thickness, and number of vascular bundles in both radish cultivars under water stress and nonstress conditions. Foliar-applied trehalose was more effective in increasing midrib thickness in both radish cultivars under both water regimes. Of both cultivars, the performance of cv. Manu was better in leaf epidermis thickness, leaf midrib thickness, vascular bundle area, leaf parenchyma cell area, and the number of vascular bundles. Overall, exogenous application of trehalose through both modes was effective in triggering leaf anatomical changes under different water regimes.     

Phytotoxic sites of action for molecular design of modern herbicides (Part 2): Amino acid, lipid and cell wall biosynthesis, and other targets for future herbicides

A bird's eye review was tried in Part 2 of this series, 'Phytotoxic sites of action for molecular design of modern herbicides', in order to select the best selection of known and some novel plant-specific targets for molecular design of modern herbicides, which affect amino acid, lipid and cell wall biosynthesis. Although amino acid biosynthesis pathways, particularly those for aromatic amino acids, ammonia assimilation and branched amino acids, have been confirmed as reasonable herbicidal target domains, the other targets affecting plant growth more markedly than inhibition of 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, glutamine synthetase and acetolactate synthase are discussed. In three essential enzymes involved in fatty acid biosynthesis in or in the vicinity of chloroplasts, acetyl-CoA carboxylase (ACCase), elongase(s) for very long chain fatty acids (VLCFA) and linolate monogalactosyldiacylglycerol desaturase, ACCase and elongase are more important targets for new herbicides. Although the effect of cellulose biosynthesis inhibitors is restricted to cell wall formation in growing plant cells only, there is a good chance to design the low-use rate herbicides also in this class of inhibitors. Other possible targets for new herbicides are also discussed.     

Perspective: present pesticide discovery paradigms promote the evolution of resistance – learn from nature and prioritize multi‐target site inhibitor design

For many years, the emphasis of industry discovery programs has been on finding new target sites of pesticides and finding pesticides that inhibit single targets. There had been an emphasis on genomics in finding single targets for potential pesticides. There is also the claim that registration of single target inhibiting pesticides is simpler if the mode of action is known. Conversely, if one looks at the evolution of resistance from an epidemiological perspective to ascertain which pesticides have been the most recalcitrant to evolutionary forces, it is those that have multiple target sites of action. Non‐target‐site resistances can evolve to multi‐target‐site inhibitors, but these resistances can often be overcome by structural modification of the pesticide. Industry has looked at pest‐toxic natural products as pesticide leads, but seems to have abandoned those where they can find no single target of action. Perhaps nature has been intelligent and evolved many natural products that are synergistic multi‐target‐site inhibitors, and that is why natural compounds have been active for millennia? We should be learning from nature while combining new chemistry technologies with vast accrued databases and computer aided design allowing fragment‐based discovery and scaffold hopping to produce multi‐target site inhibitors instead of single target pesticides. © 2019 Society of Chemical Industry     

几种除草剂靶酶及其抑制剂的研究进展

根据作用靶标对除草剂进行分类,对于新型除草剂的设计能够起到很大的帮助。迄今为止,人们已发现除草剂的不同作用位点近30种,涉及到50余种不同化学结构的化合物。文中介绍了谷氨酰胺合成酶(GS)、咪唑甘油磷酯脱水酶(IGPD)、乙酰辅酶A羧化酶(ACCace)、八氢番茄红素脱氢酶(PDS)及其各自抑制剂的研究进展。分别从酶的生理功能、酶学特征、抑制剂作用机理、抑制剂的研究、抗性等方面进行了不同程度的阐述。     

接种烟草花叶病毒后不同抗性番茄品系叶片可溶性蛋白组成的变化

 用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分析了不同抗性番茄等基因系GCR-267和GCR-267的叶片可溶性蛋白组成在接种TMV番茄O株后的变化。实验发现敏感品系GCR-26的叶片可溶性蛋白的组成,与健株相比较,TMV侵染株发生显著的变化。接种后7天,除一部分蛋白质含量减少外,还有四种为健株及抗性品系TMV接种株所没有的新蛋白质产生,它们在10%凝胶上的迁移率分别为Rf0.31、0.33、0.39和0.45,其中Rf0.38和Rf0.39两种蛋白质含量极大。接种后10天Rf0.31和Rf0.45两带趋于消失,但Rf0.33和0.39两带继续积累。经电泳和免疫双扩散试验证明Rf0.33蛋白带是TMV外壳蛋白:Rf0.39蛋白带与TMV外壳蛋白无关。该蛋白也不具有过氧化物酶,多酚氧化酶、酸性磷酸酶、酯酶、苹果酸脱氧酶,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶或谷氨酸脱氢酶的催化活性,分子中不含有糖类物质。SDS-PAGE测定其分子量为14,200道尔顿。
抗性品系GCR-267的TMV接种株的叶片可溶性蛋白组成未出现象感病品系GCR-26那样的变化。
讨论了这种变化与番茄抗、感病性之间的关系。