花绒寄甲5个线粒体合成相关基因序列与时空表达分析

【目的】对花绒寄甲线粒体合成调控基因进行表达分析,为深入揭示花绒寄甲生殖生理活动奠定一定的理论基础。【方法】从花绒寄甲转录组文库和线粒体基因组中筛选出PGC1-α、NRF1、mtTFA、COXⅠ和ATP6基因,对其开放阅读框不完整序列进行5′RACE克隆扩增,对拥有完整开放阅读框的序列直接进行PCR扩增。用实时荧光定量qPCR分析5个线粒体合成基因在花绒寄甲成虫不同组织、不同虫态和不同虫龄中的表达差异。【结果】获得核基因编码序列3条(PGC1-α、NRF1和mtTFA)和线粒体基因编码序列2条(ATP6和COXⅠ)。花绒寄甲各基因的氨基酸序列与其他物种相应氨基酸序列同源性较高,其中mtTFA和NRF1与鞘翅目昆虫赤拟谷盗(Tribolium castaneum)相应序列的同源性高达80%以上。花绒寄甲5个线粒体合成相关基因的表达存在显著的组织特异性和虫态特异性,其在花绒寄甲精巢和脂肪体中的表达量明显高于其他组织;同时,各基因在1龄幼虫中的表达量高于其他幼虫期,在蛹中的表达量最小。花绒寄甲成虫羽化20个月后,各线粒体合成调控基因的表达量随着虫龄的增加呈上升趋势,在30个月达到最大值。【结论】线粒体合成相关基因普遍存在于花绒寄甲不同组织、虫态及虫龄中,但表达量有较大差异。核基因编码的PGC1-α、NRF1和mtTFA表达量高的组织、虫态和虫龄中,相应的线粒体编码基因COXⅠ和ATP6的表达量也相对较高。     

大麦虫蛹日龄对花绒寄甲发育历期及成虫适合度的影响

大麦虫Tenebrio molitor蛹是繁育花绒寄甲Dstarcus helophoroides重要的替代寄主。通过建立"花绒寄甲幼虫—大麦虫蛹"寄生系统,测定花绒寄甲幼虫在1～7 d日龄大麦虫蛹上发育历期的变化及羽化成虫的体长、体宽、单头重、总重等指标,分析大麦虫蛹日龄对花绒寄甲发育历期及成虫适合度的影响。结果表明:大麦虫蛹日龄的增加显著延长了花绒寄甲的幼虫期,对结茧率的影响差异不显著。大麦虫蛹日龄超过4 d时,花绒寄甲的茧期显著降低,成虫羽化率显著增加。大麦虫蛹日龄对花绒寄甲成虫的羽化数量无显著影响,但明显降低了花绒寄甲成虫的体长、体宽、单重和总重。大麦虫蛹日龄的增加减缓了花绒寄甲幼虫的发育,降低了羽化成虫的适合度。为指导用大麦虫蛹繁育花绒寄甲的接种时间提供依据。     

温度与花绒寄甲发育及生殖关系的研究

【目的】确定温度与花绒寄甲卵、幼虫、茧蛹发育的关系,为其人工饲养提供依据。【方法】分别用不同温度处理花绒寄甲的卵、幼虫、蛹和成虫,每天定时观察记录其孵化、发育、化蛹和羽化情况,以及不同营养条件下成虫的死亡数量和产卵情况。【结果】花绒寄甲卵期发育速率与温度的关系符合幂指数模型,有效积温K和发育起点温度C分别为(126.09±9.58)d.℃和(12.802 2±0.330 2)℃;幼虫期和茧蛹期发育速率与温度的关系符合指数模型,K、C分别为(139.0±8.29)d.℃,(11.7±0.58)℃和(265.24±9.00)d.℃,(13.9±0.99)℃。在缺乏营养及16~19℃条件下,花绒寄甲成虫组群死亡率达50%的时间为62.2~63 d,当饲料供给充足时,在22~25℃条件下成虫的产卵量最大。【结论】保障食物供给后,花绒寄甲成虫在所有温度处理下的寿命均达5年以上,其饲养和繁殖的最适宜温度为22℃。     

花绒寄甲巨型昆虫围心细胞的扫描电镜观察

【目的】研究花绒寄甲围心细胞形态、数量和分布特点,为了解其结构和功能提供基础。【方法】以经多代繁育的花绒寄甲幼虫、蛹和成虫为材料,用扫描电镜对其心脏和巨型围心细胞形态进行解剖观察。【结果】花绒寄甲的背血管属于直管型,心脏起始于第2腹节,心脏表面覆盖着纵向的心包膜肌肉,心脏由6个心室组成,每个心室两侧分别整齐排列着5~7对巨型围心细胞,直径达(114.2±3.9)μm。花绒寄甲幼虫、蛹和成虫期围心细胞的数量和形态无显著差异,围心细胞与心室接触表面的空隙处存在大量血细胞。【结论】花绒寄甲的围心细胞在胚胎期可能已完成了所有的分化和发育,具备了完整的功能。     

花绒寄甲Caspase-1基因在不同虫态的表达

为明确花绒寄甲Caspase-1基因及其蛋白酶活性在不同虫态中的表达特性,采用RT-PCR和Caspase酶活测定方法进行研究。结果表明:Caspase-1酶活性变化趋势与其基因表达趋势基本一致,Caspase-1基因及其蛋白酶在5龄幼虫期和蛹期有较高的活性,且其活性高于所有成虫期;成虫期随存活时间的延长,Caspase-1酶活性总体呈现增长趋势。Caspase-1及其酶活在不同虫态中表达规律的揭示,为研究Caspase-1基因与花绒寄甲生理代谢和寿命关系提供依据。     

花绒寄甲雌性生殖系统的解剖结构

【目的】揭示花绒寄甲(Dastarcus helophoroides(Fairmaire))雌性生殖系统解剖结构在生殖过程中的变化规律及其与产卵量的关系,为从分子水平研究其生殖衰老过程提供形态学依据。【方法】利用光学显微镜和扫描电镜,解剖观察了独立饲养1~12年龄组的花绒寄甲雌成虫生殖系统,同时比较了各年龄组的产卵量。【结果】花绒寄甲雌性生殖系统由卵巢、侧输卵管、中输卵管、受精囊、受精囊腺、囊状膨大的生殖附腺和外生殖器构成;每个卵巢萼部有萼头11个,每萼头连接6或8根卵巢管,整个卵巢平均有卵巢管约70根;卵巢管的结构从端部至基部可分为端丝、原卵区、生殖区和卵巢管柄;随雌成虫存活年份的增加,卵巢管原卵区长度和直径有缩短现象,部分卵巢管出现蚀空性病变(无内含物,只有管壁),日产卵量自羽化后第4年明显下降。【结论】花绒寄甲雌性生殖系统具有囊状膨大的生殖附腺,随成活年份的增加产卵量的衰减与卵巢管的衰老有关,人工大量繁育时自第4年开始应及时淘汰和更新种群。     

花绒寄甲幼虫人工饲料的研究

对光肩星天牛幼虫虫体氨基酸成分及含量进行检测,并与已知人工饲料中的氨基酸成分及含量进行比较,用于指导花绒寄甲2龄幼虫人工饲料的配制.将光肩星天牛幼虫虫体氨基酸和已知人工饲料中的氨基酸,分别与糖类、维生素、盐类、有机酸、50%天牛幼虫提取液、酵母粉、麦芽提取液、鲜牛奶、蛋白胨、鸡蛋黄、新生牛血清、氯霉素和维生素E配成氨基酸含量不同的花绒寄甲幼虫人工饲料.在脱脂棉球上添加人工饲料,转移接种花绒寄甲2龄幼虫饲养.结果表明:通过改变饲料中氨基酸成分,花绒寄甲老熟幼虫结茧前体长和体重都大于对照组,子代成虫的羽化率可以达到20%.     

利用麻竖毛天牛繁育花绒寄甲的可行性

为解决花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)人工繁育技术的关键问题,提高繁殖数量,寻找适宜的替代寄主,研究了与花绒寄甲原始寄主亲缘关系更为接近的麻竖毛天牛(Thyestilla gebleri)作为替代寄主的可行性和最适接种比例,并比较了其与目前常用的黄粉虫(Tenebrio molitor)、大麦虫(Zophobas morio)、松墨天牛(Monochamus alternatus)等几种寄主繁育特性的差异。结果表明:花绒寄甲幼虫可在麻竖毛天牛上完成发育,其最适接种比例为3∶1,此时初羽化成虫平均体质量为25.82 mg,平均每头寄主上的花绒寄甲成虫的羽化数为1.54头,繁育出成虫所需时间仅为37.66 d,显著短于其余几种寄主,且寄生率、结茧率及羽化率均显著高于其余寄主。     

西方蜜蜂工蜂不同虫态发育的转录组学分析

【目的】基于转录组学对西方蜜蜂工蜂不同虫态间的差异表达基因（DEGs）进行筛选和功能注释分析,揭示与工蜂生长发育相关的信号通路,为深入解析工蜂生长发育的分子调控机理提供基础数据。【方法】以西方蜜蜂工蜂的3日龄幼虫、1日龄蛹和1日龄羽化工蜂3个虫态为研究对象,利用llumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序,采用DESeq2筛选不同虫态样品间的表达差异基因,然后分别进行GO功能注释分析及KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR进行验证。【结果】经转录组测序,在西方蜜蜂工蜂3日龄幼虫与1日龄蛹间筛选出4823个差异表达基因（51.86%上调,48.14%下调）,在1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间筛选出3295个差异表达基因（57.51%上调,42.49%下调）,在3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间筛选出5267个差异表达基因（52.95%上调,47.05%下调）。GO功能注释分析结果显示,3日龄幼虫与1日龄蛹间的差异表达基因注释到43个GO功能条目,1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间的差异表达基因注释到45个GO功能条目,3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间的差异表达基因注释到44个GO功能条目,主要涉及细胞过程、细胞部分及结合等。KEGG信号通路富集分析发现,3日龄幼虫与1日龄蛹间有2905个差异表达基因富集到332条KEGG信号通路上,其中17条KEGG信号通路呈显著富集,涉及核糖体、氧化磷酸化和昆虫激素生物合成等;1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间有1644个差异表达基因富集到331条KEGG信号通路上,其中45条KEGG信号通路呈显著富集,涉及氧化磷酸化、生热作用和胰岛素分泌等;3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间有2958个差异表达基因富集到337条KEGG信号通路上,其中14条KEGG信号通路呈显著富集,涉及核糖体、蛋白酶体和胰岛素分泌等。6个随机挑选差异表达基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组测序结果相符,即转录组测序结果可靠。【结论】昆虫激素生物合成通路相关差异表达基因调控与西方蜜蜂工蜂各虫态JH滴度变化规律一致,氧化磷酸化信号通路则与各虫态的营养摄入和活动行为相关,而胰岛素分泌通路涉及各虫态的营养调控、脂肪体合成及细胞凋亡。可见,昆虫激素生物合成、胰岛素分泌和氧化磷酸化3种信号通路在西方蜜蜂工蜂幼虫、蛹和成虫的发育调控中发挥着重要作用。     

花绒寄甲HSP7O基因的特征与表达

为阐明热休克蛋白70(HSP70)在花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)发育及雌雄成虫抵抗环境胁迫中的作用,利用实时荧光定量PCR技术分析了其在发育阶段和环境胁迫时的表达情况.从花绒寄甲转录组中获得3条HSP70基因,分别命名为D.hHSP69.09、D.hHSP70.11和D.hHSP7 1.88.发育阶段定量结果显示,3条HSP70在所有发育阶段均有表达,D.hHSP69.09在1龄幼虫期表达量最高;D.hHSP70.11和D.hHSP71.88在雄虫中表达量最高.在检测的成虫组织中,D.hHSP69.09和D.hHSP70.11在卵巢表达量最高;D.hHSP71.88在脂肪体中表达量最高.HSP70基因随温度升高(23℃升至44 ℃)、41℃下处理时间(0～ 270 min)延长、氧化剂浓度(0～ 70 mmol·L-1)的升高表达量先增加后减少,雌雄表达量差异较大.饥饿试验显示,雌雄虫表达模式不同;随饥饿时间延长,雄虫HSP70基因表达量有所降低,雌虫一定时间内有所上升.因此,花绒寄甲HSP70可能与不同发育期的转换、幼虫的蜕皮行为相关;HSP70对温度、氧化和饥饿胁迫的应激敏感程度和表达水平不同,能够有效应对高温、氧化、饥饿等环境胁迫.     

四川省食品动物源大肠杆菌mcr-1与ESBLs基因共转移分析

为了解四川省食品动物源大肠杆菌mcr-1耐药基因流行情况,及其与超广谱β-内酰胺酶基因(ESBLs)共存和共转移的特征,采用微量肉汤稀释法检测菌株对不同抗菌药物的敏感性;采用PCR检测菌株mcr-1,以及mcr-1阳性菌株中ESBLs基因类型;采用质粒接合转移试验分析了mcr-1与ESBLs基因共转移的耐药机制。结果显示:190株大肠杆菌的mcr-1检出率为36.84%,75.71% mcr-1阳性菌株中同时检出ESBLs基因,主要以blaTEM-1、blaCTX-M-55和blaCTX-M-14为优势基因;mcr-1阳性菌对氨曲南(ATM)、头孢噻肟(CTX)和多黏菌素E(COL)耐药率极显著高于mcr-1阴性菌(P<0.01);质粒转移率为47.14%,其中获得mcr-1和ESBLs基因共转移的接合子表现出与供体菌相同的耐药表型及耐药基因。综上,在四川省食品动物源大肠杆菌中,mcr-1与ESBLs基因共存现象广泛存在,且耐药基因易发生水平传播,对菌株多重耐药性的产生具有重要意义。     

沙门菌、巴氏杆菌和大肠埃希菌多重PCR检测方法的建立

旨在建立一种可以应用于临床样本同时检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌感染的多重PCR方法。根据NCBI上已收录的沙门菌hut基因、多杀性巴氏杆菌 kmt1基因和大肠埃希菌23SrRNA基因的全基因序列,设计并合成3对特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立能够同时检测3种细菌混合感染的多重PCR诊断方法。特异性分析表明,应用该方法可以从沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌以及3种细菌的混合物中扩增出3条大小分别为286 bp、457 bp和652 bp的特异性条带,其他对照组检测结果均为阴性;敏感性分析表明,该方法对沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的最低检出量分别为1.77×10　、1.99×10　、2.01×10　 CFU/mL;人工模拟感染样本检测表明,该方法能从混合感染的病料中检测出3种病原菌。可见：所建立的多重PCR方法具有特异性强,敏感度高,稳定性好的特点,可以有效检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的混合感染。     

细粒棘球蚴重组St-Eg 95-Eg.ferritin疫苗构建及生物学特性检测

构建表达细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合蛋白的重组口服减毒鼠伤寒沙门菌活载体疫苗株并评价其生物学特性。将细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合基因插入到表达载体pYA3341中,构建重组质粒pYA3341-Eg95-Eg.ferritin,将重组质粒分别电转入减毒鼠伤寒沙门菌X3770和X4550,获得重组疫苗菌株St-Eg95-Eg.ferritin,对重组菌的稳定性、生长状态及安全性进行分析。结果表明,经PCR和酶切鉴定成功构建重组质粒pYA3341-Eg95-Eg.ferritin,Western blot检测Eg95-Eg.ferritin蛋白在重组菌中获得表达;生物学特性研究结果表明,重组质粒可稳定存在,且不影响重组菌的生长状态,小鼠口服试验证实,重组菌安全无毒性。成功构建能稳定表达细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合蛋白的口服减毒鼠伤寒沙门菌活载体疫苗株,将为研究包虫病口服基因工程疫苗奠定基础。     

兰州百合和有斑百合的核型研究

【目的】研究兰州百合及有斑百合的染色体核型。【方法】利用染色体常规压片的方法,对兰州百合和有斑百合的染色体数目及核型进行了研究和分析。【结果】兰州百合的核型公式为2n=2x=24=2m+2sm+6st+14t,相对长度为6.35%～12.07%,核型不对称系数为83.25%,染色体相对差异较大。有斑百合的核型公式为2n=2x=24=4m+12st+8t,相对长度为6.11%～12.90%,核型不对称系数为80.11%。【结论】兰州百合的核型类型属于3A型,有斑百合的核型类型为3B型,以有斑百合核型的进化较高,可见不同居群的百合间核型存在差异。     

美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia的wsp基因分子检测及系统发育分析

【目的】对美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia进行分子生物学鉴定,确定该蓟马体内Wolbachia的进化位置,为进一步探讨Wolbachia对其生殖作用的调控机制提供理论依据。【方法】以wsp基因为目的基因,对美洲棘蓟马体内的共生菌Wolbachia进行特异性扩增和测序,使用Clustal X 1.83软件对所得DNA序列进行比对;在MEGA 4.0软件中采用邻接法对Wolbachia的系统发育关系进行分析。【结果】利用wsp基因的特异性引物从美洲棘蓟马体内扩增出了632 bp的Wolbachia的wsp基因片段(GenBank登录号为JN315668),580 bp的Wolbachia A群的wsp基因片段和405 bp的Mel亚群的wsp基因片段。系统发育分析结果表明,美洲棘蓟马体内的Wolbachia与黑腹果蝇亲缘关系较近。【结论】美洲棘蓟马体内感染的Wolbachia属于A群Mel亚群。     

加州新小绥螨对截形叶螨的捕食作用

为明确加州新小绥螨Neoseiulus californicus(McGregor)对截形叶螨Tetranychus truncate(Ehara)的捕食潜力,采用捕食者功能反应方程及参数研究加州新小绥螨对截形叶螨各螨态捕食作用。结果表明,加州新小绥螨对雌成螨、若螨、卵的选择性捕食系数分别为0.365、1.276和1.390。在不同温度条件下,加州新小绥螨对截形叶螨的功能反应均属于HollingⅡ型;对猎物卵和幼若螨的控制能力最强。在试验温度范围内,加州新小绥螨的捕食能力随温度升高呈先增后减趋势,28℃时最强,对截形叶螨雌成螨、若螨和卵的攻击系数(a)最大,分别为0.639、0.730和0.842;处理时间最短,分别为0.126、0.075和0.039d;最大日捕食量分别为7.943头、13.405头和25.575粒。加州新小绥螨的捕食作用存在较强的种内干扰反应,随着捕食者密度的增大,平均捕食量逐渐减少,捕食作用率也相应降低,捕食作用率与其自身密度的关系为E=0.423P-0.747。     

山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析

通过生物学技术来研究C4H基因在山葡萄着色过程中的作用,进而揭示山葡萄果皮着色的分子机理;利用RT-PCR技术克隆了山葡萄C4H基因的全长cDNA序列,并对该蛋白进行生物信息学分析,预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测C4H基因在山葡萄8个不同转色时期的表达量,将克隆获得的山葡萄C4H基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达, SDS-PAGE检测表达产物.为了验证山葡萄C4H基因的功能,构建了表达载体pC C4H并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化,在含50 mg/L Kan的培养基上对T_0代种子进行筛选.克隆获得的山葡萄C4H cDNA全长1 735 bp,开放阅读框1 518 bp,编码505个氨基酸,该基因表达产物分子质量为57.70 KDa,等电点值9.06.C4H基因在山葡萄果皮转色各个时期均存在表达;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,拟南芥遗传转化先后得到3个阳性幼苗.对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性, 2株叶片颜色均变成紫红色;经花色素苷质量浓度的测定表明其质量浓度比对照组植株高出3倍.在拟南芥中花色素苷质量浓度虽然较低,但还是能少量合成,说明其花色素苷生物合成途径是开通的,只是积累的量较少.     

Pina新等位变异Pina-D1o的分离及分析

Puroindoline基因(Pina和Pinb)是控制小麦籽粒硬度的主效基因,决定小麦加工品质,分离该基因的新等位变异有利于小麦籽粒硬度性状的改良。采用同源克隆方法从节节麦(Aegilops tauschii,DD PI603224)中分离到一个Pina新等位变异Pina-D1o。生物信息学分析表明,该基因编码区全长447bp,编码148个氨基酸残基,具有小麦族作物PinA蛋白所特有的WRWWKWWK色氨酸结构域和10个半胱氨酸所形成的5个二硫键结构。根据核苷酸序列构建的拓扑树,Pina-D1o与Pina-D1m、Pina-D1n相同,均由功能性等位变异Pina-D1a发生单基因突变而来,因而Pina-D1o有可能来源于Pina-D1a。可见,新等位变异类型PinaD1o的发现可以为小麦的籽粒硬度改良提供基因资源。     

结球甘蓝类钙调蛋白基因 CML48和 CML50在不同胁迫下的表达分析

为探究结球甘蓝类钙调蛋白（CMLs）响应不同胁迫时的功能,丰富CMLs参与钙信号网络调控,为CMLs参与植物逆境途径及其功能的研究提供依据。以结球甘蓝ZG为材料,克隆得到 CML48和 CML50基因,序列分析表明 CML48开放阅读框（ORF）为672 bp,含4个内含子,编码223 aa,分子量为25.28 ku; CML50开放阅读框ORF为1 095 bp,编码364 aa,分子量为38.06 ku,含3个内含子;均为亲水蛋白,均含有2个EF-hand结构域;系统发育树表明 CML48和 CML50均与甘蓝处于同一进化枝,与白菜、油菜的亲缘关系最近。qPCR表明 CML48和 CML50在干旱(PEG6000)、盐胁迫(NaCl)、低温(4 ℃)、高温(37 ℃)、H₂O₂、脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等不同胁迫处理下,在叶和根中的表达均有上调,且 CML50的表达量均显著高于 CML48, CML48在茎尖中高度响应高温胁迫,而在根中不响应高温和H₂O₂胁迫。初步说明 CML48和 CML50在根和叶中均可响应上述8种非生物胁迫。     

牙鲆变态发育过程中epigen基因的空间表达分布

细胞分裂在鲽形目鱼类变态过程中发挥了重要作用。Epigen作为表皮分裂原,通过激活MAPK通道来调控有丝分裂。以前的研究利用定量PCR表明,epigen在变态前期表达量升高,而变态后期表达量下降,表明其与变态发育相关。为了进一步调查epigen与牙鲆变态发育的关系,利用RNA整体原位杂交技术检测了epigen在变态期牙鲆体内的空间表达分布,发现在变态期的各个阶段,epigen基因表达分布均比较广泛,表皮、鳃、肝脏、肠道、鳍条、支鳍骨、肌节等组织都有表达,在牙鲆变态前和变态早期(E期)信号较强,而在变态高峰期(F期和G期)和变态后期(H期)信号逐渐变弱。Epigen空间表达分布模式提示,其作为表皮分裂原,可能广泛参与牙鲆变态发育早期事件,尤其可能与肝脏、肠道、支鳍骨和鳍条的发育有关。