家蚕翅原基发育关联基因BmHMGS的鉴定与表达特征分析

家蚕幼虫的翅原基最终发育为成虫的翅,翅原基发育与家蚕的变态发育紧密关联。为了研究激素作用下家蚕翅原基发育的分子调控机制,以经过蜕皮激素20E体外诱导培养和未经诱导培养的家蚕5龄幼虫翅原基为材料分别提取总蛋白质,利用Shotgun质谱分析在20E诱导组的翅原基中获得132种差异蛋白,在未经20E诱导组的翅原基中获得76种差异蛋白。进一步通过生物信息学技术及GO分类法在20E诱导组的翅原基的差异蛋白中,筛选到1个具有生物调节作用的酶类蛋白基因Bm HMGS作为翅原基发育相关的候选基因,设计引物并以上蔟1 d的蚕体翅原基总RNA反转录得到的c DNA为模板,克隆了该基因。通过qRT-PCR检测到Bm HMGS基因在幼虫5龄1 d、上蔟3 d、蛹期1 d蚕体内的表达量较高,其中在上蔟3 d的表达量达到峰值。构建重组载体进行Bm HMGS的原核表达并制备抗体后,采用Western blot技术在5龄1~7 d和上蔟1~3 d的蚕体翅原基、脂肪体中及上蔟1~3 d的生殖腺中都可以检测到Bm HMGS的表达,并且在翅原基中的表达没有发育时期特异性。研究结果表明,从20E诱导组的家蚕翅原基中鉴定的Bm HMGS与翅原基发育相关,其表达在5龄至上蔟阶段没有时期和组织的特异性,推测Bm HMGS是一个具有多种生物学功能的基因。     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 MORIYAMA M,OSANAI K,OHYOSHI T,WANG H B,IWANAGA M,KAWASAKI H.Ecdysteroid promotes cell cycle progression in the Bombyx wing disc through activation of c-Myc.Insect Biochem Mol Biol,2015,70:1-9题目蜕皮激素通过激活c-myc基因表达促进家蚕翅原基细胞增殖摘要对于完全变态昆虫而言,翅原基的变态发育与昆虫个体发育紧密相关。翅原基发育为成虫翅的过程     

家蚕五龄至预蛹期翅原基及造血器官的切片观察

通过家蚕翅原基石蜡组织切片H.E染色和DAPI荧光染色的方法对五龄至预蛹期家蚕翅原基及造血器官的形态结构进行显微观察。实验发现:翅原基在预蛹前变化不大,而到预蛹期发育加快。翅芽细胞在5龄初到蛹前一直保持着器官芽状态,细胞密集,核物质丰富,占细胞比例大。造血干细胞的细胞核较大,在化蛹前进行大量增殖,随造血器官的破裂造血干细胞并散落到体腔中。     

环境激素壬基酚对体外培养家蚕造血器官的影响

目的:为探讨环境激素对鳞翅目昆虫组织的影响及其利用途径,研究了壬基酚(NP)对家蚕造血器官和翅原基的影响。方法: TC-100培养基中添加对壬基酚(NP),悬滴培养方法体外培养家蚕5～3d幼虫造血器官和翅原基。结果:0．016mmol/L的NP,造血器官和翅原基的发育变慢,造血器官分泌血球数量减少、分泌时间延迟;NP达0．032mmol/L,培养144h内部分组织发黑死亡、无血球分泌;0．128mmol/L的NP,96h后大部分组织萎缩死亡,培养144h无血球分泌。结论:家蚕幼虫造血器官接触NP后,首先影响血球分泌功能,进一步导致造血器官萎缩死亡,对翅原基的不良影响也导致器官萎缩死亡。NP对造血器官和翅原基的影响都有明显的浓度效应。     

家蚕翅原基的一些发育规律研究

为进一步解明家蚕的生长发育机制 ,调查了家蚕 5龄幼虫及蛹期翅原基的大小和形态变化 :翅原基在 5龄前期生长缓慢 ,变态前生长最快 ,2～ 3d及 8～ 11d为形态变化最大的两个时期 ;蛹期翅芽基本不变 ,3d始见初生鳞毛 ,5d时已经呈浓密的毛状 ,8d时翅面鳞毛发育成柳叶状 ,之后逐渐出现分叉 ,9d花纹清晰可见 ,化蛾后翅面鳞片呈现棕榈叶状。进行翅原基摘除和异位移植发现 :4个翅原基全部摘除后家蚕仍能正常生长并发育成蛹和具有交配及产卵能力的蛾 ,表明家蚕血球和造血器官有很强的再生能力 ,家蚕血球细胞的生成可能具有更复杂的机制 ,由此证明了家蚕翅原基异位移植的可行性。     

家蚕Prosβ1基因在蛾翅及早期发育中的作用

家蚕是鳞翅目的代表物种,研究其翅发育相关基因有助于理解影响昆虫翅发育的内在因素,为鳞翅目害虫的遗传防治提供理论基础和靶标。家蚕的蛋白酶体β亚基1(Bombyx mori proteasome subunitβtype-1,BmProsβ1)是家蚕蛋白酶体核心颗粒的组件之一,负责水解折叠错误或细胞不需要的蛋白质,在细胞发育和器官形成过程中发挥重要作用。利用RNAi干扰技术,在家蚕体腔翅原基附近注射体外合成的针对BmProsβ1基因的小RNA,qRT-PCR检测试验组翅原基中BmProsβ1的表达水平得到有效抑制;对干扰后翅表型的统计结果显示,试验组中小翅个体的比率占52.38%,而对照组中未出现小翅个体。表明在BmProsβ1表达受到抑制的情况下,会严重影响家蚕翅的发育。进一步利用CRISPR/Cas9技术对BmProsβ1进行基因敲除实验,结果显示注射sgRNA与Cas9 mRNA的蚕卵孵化率极低并在幼虫期死亡,而对照组孵化率达到37.92%。这表明BmProsβ1基因在家蚕的早期发育过程中也起到重要作用,其功能缺失会导致家蚕胚胎和幼蚕致死。     

家蚕翅原基表皮蛋白基因BmWCPs的生物信息学分析与激素诱导表达特征

翅原基表皮蛋白(WCPs)在昆虫翅的发育中起着非常重要的作用。为了研究家蚕翅原基表皮蛋白基因BmW CPs的表达是否与蜕皮激素(20E)的调节有关,用生物信息学方法分析BmW CPs基因的序列结构与系统进化特点,并通过半定量RT-PCR检测蜕皮激素对部分BmW CPs基因表达的诱导作用。11个BmW CPs基因成簇分布在家蚕基因组中,除BmW CP6和BmW CP10分别分布在第7号、第21号染色体外,其余的BmW CPs均分布在第22号染色体上;11个BmW CPs的核苷酸序列长度为588~2 670 bp,编码115~312个氨基酸,蛋白质分子质量12~35 kD,等电点4.30~7.45;11个BmW CPs基因的ORF内均有内含子插入,81.82%的基因含有2~3个内含子,内含子长度50~5 958 bp,在50~300 bp之间分布频率最高,占46%。将解剖获取的上蔟1 d蚕体的翅原基进行体外培养,并用浓度为2μmol/L的20E直接处理12 h后再常规培养18 h,提取翅原基总RNA并反转录合成cD NA,经半定量RT-PCR检测样品中BmW CPs的表达水平显著上调。依据上述研究结果初步认为,用蜕皮激素直接处理12 h后再常规培养18 h的脉冲作用,可诱导基因组中成簇分布的BmW CPs在翅原基组织中大量表达,以利于家蚕完成翅原基的变态发育。     

重离子射线对家蚕幼虫造血功能的影响

用碳离子和氦离子射线照射家蚕 5龄蜕皮后 72h(5 3d)幼虫造血器官 ,体内和体外同时调查了造血器官形态结构和造血功能的变化。离子射线照射后家蚕造血器官很快开始解离 ,解离速度随照射剂量的增加而加快。体外 2 5℃悬滴培养 ,离子射线照射后的造血器官先失去血球分泌功能 ,然后造血器官萎缩解离 ,其变化速度也随射线剂量增大而加快。家蚕翅原基比造血器官对重离子射线的抵抗力强 ,用翅原基的存活状态可以检验离子射线对造血器官的损害程度。     

紫花苜蓿根颈芽发育成枝过程中叶元的发生模式研究

叶元由节、节间、叶器官以及叶腋下的侧生分生组织组成,是植物茎枝生长发育的基本单位。本研究首次采用扫描电镜技术,通过跟踪观察WL168紫花苜蓿根颈芽从萌发至孕蕾期顶端分生组织的微形态发育过程,初步探讨了苜蓿叶元的发生发育规律。结果显示,在苜蓿叶元发生过程中,复叶原基以向顶式的模式形成。腋芽原基和复叶原基均起源于顶端分生组织,但两者并非同步生长,苜蓿叶元的发育过程由此表现出两种模式:模式Ⅰ和模式Ⅱ。模式Ⅰ,复叶原基发育能力强,腋芽原基在侧小叶原基形成后才出现,发育速度缓慢;模式Ⅱ,腋芽原基在托叶原基形成后便开始发生,相对模式Ⅰ发生时间提前,生长速度明显快于复叶原基和生长锥。苜蓿根颈芽在返青出土前,其叶元以模式Ⅰ发生,出土后,转变为模式Ⅱ。当地上叶元数增加到16~17时,腋芽原基发育为花序,小花原基开始出现。分析表明,根颈芽叶元的发生由模式I转向模式Ⅱ是苜蓿营养生长向生殖生长转变的标志,苜蓿根颈芽在返青出土前已完成了其营养器官的发生,出土后即转入成花过渡期。     

多叶苜蓿复叶形态及发育过程

通过对5个多叶苜蓿(Medicago sativa)品种叶片类型的形态研究,从品种WL323ML中筛选三叶型和五叶型复叶类型的单株为研究材料,利用扫描电镜对三叶型和五叶型苜蓿复叶发育进行对比分析.结果发现:多叶苜蓿主茎上表现有4,5,6,7,8和9叶等多种复叶类型,小叶的着生方式也表现为多种多样.扫描电镜下三叶型苜蓿和五叶型复叶叶原基的形态发育过程可划分为7个阶段.S0阶段,SAM外围形成早期的叶原基;S1阶段,出现条状共同叶原基;S2阶段,三叶型共同叶原基近端两侧产生一对托叶原基(ST),形成3个隆起的组织,而五叶型的则出现7个隆起的组织;S3阶段,三叶型苜蓿托叶原基和共同叶原基中间出现2个侧叶原基,而五叶型出现4个侧叶原基;S4阶段,侧生小叶和顶生小叶原基继续分离,出现明显的分界线,远端小叶的背面出现球状毛状体;S5阶段,侧叶和托叶原基发育出管状毛状体,侧叶、顶生小叶及托叶原基进一步伸长分化,相互之间部分重叠,表现为最初的叶结构;S6阶段,由于细胞的分裂和生长,托叶原基和侧叶原基之间出现叶柄;叶柄及叶柄表面毛状体分化明显.本研究明确了苜蓿叶原基的发育过程,对苜蓿乃至豆科复叶发育特征的研究提供依据,同时为苜蓿分子生物学和发育遗传学的研究奠定基础.     

苜蓿花的形态特征及发育过程

利用扫描电镜对苜蓿(Medicago sativa)花器官的发育过程进行详细研究.结果表明:在电镜下将苜蓿花器官的发育分为明显的8个阶段,S1阶段出现初级花序分生组织(I1)和次级花序分生组织(I2)的分化;S2阶段次级花序分生组织发育为花分生组织(F)和苞片(Br);S3阶段出现萼片原基(Sab);S4阶段分化心皮原基(C)和共同原基;S5阶段共同原基分化为花瓣原基(P)和雄蕊原基(STp);S6阶段萼片开始伸长,并覆盖其他花原基,两侧的雄蕊原基(STs)和靠近心皮的雄蕊原基(STp)开始分化雄蕊;S7阶段旗瓣和翼瓣分化明显,龙骨瓣融合,柱头折叠在未成熟的雄蕊之间,雄蕊分化明显;S8阶段整个花器官发育完成,柱头开始伸展,花药生长趋于成熟.淮阴苜蓿雄蕊原基产生四棱形的花药原始体,淮阴苜蓿花粉粒属N3P4C5型.该试验将对苜蓿雄性不育、自交不亲和、花的发育模式、花药培养及相关花的突变体育性的研究奠定基础,并对苜蓿花发育的分子生物学和发育遗传学研究提供指导.     

家蚕Met1基因的表达与组织定位分析

选择家蚕基因组中与果蝇Dm Met(Methoprene tolerant protein)同源的基因Bm Met1进行研究。预测Dm Met和Bm Met1的结构域均是一个b HLH-PAS(basic helix-loop-helix Per-ARNT-SIM)型转录因子,具有典型的DNA结合结构域。在原核系统表达获得了Bm Met1蛋白并制备了抗体。qRT-PCR和Western blotting检测结果显示,无论是Bm Met1基因mRNA的转录还是Bm Met1蛋白的表达,在家蚕5龄中后期和吐丝期的翅原基组织中都呈现较高水平,而在蛹期呈现较低的水平。通过免疫组织化学方法分析Bm Met1的组织定位,结果显示该蛋白质在5龄第6天和吐丝期家蚕胸节表皮、脂肪体及翅原基等组织中都有较高水平的表达,在蛹期上述部位和组织的表达水平较低。分别将蜕皮激素(20E)和保幼激素类似物(Methoprene)按照2μg/头的剂量注射到5龄第3天幼虫第2~3胸节间,qRT-PCR检测幼虫翅原基组织中的Bm Met1受到Methoprene的诱导上调表达,且在处理2 h后表达水平最高。上述结果暗示Bm Met1可能参与了保幼激素对家蚕翅原基生长分化的调控。     

番木瓜长圆型两性花花器官分化的解剖观察

采用石蜡切片技术,观察研究番木瓜长圆开型两性花的花器官发生和分化过程及其与外部形态关系。结果发现,番木瓜两性花的发育方式属于向心式,花部各器官由外向内依次分化发生。发育进程可以分为以下几个阶段:花芽未分化期,花芽分化期,花萼原基分化期,花冠原基分化期,雄蕊原基分化期,雌蕊原基分化期。花芽分化启动的时间非常短,在外部形态直径小于0.4mm左右时,花芽已开始分化。雄蕊的发育早于雌蕊,花粉粒成熟时,大孢子才处于球形胚或心形胚阶段。研究结果为生产上对两性花的花期和花性调控的时间选择提供了理论参考。     

家蚕血球的生成机理

家蚕具有开放式的循环系统,各个器官直接沉浸在血液中.幼虫的背中线上有1条背血管,习惯上称之为心脏,背血管通过伸缩运动来提供动力以维持血液循环.家蚕的血液中则存在着很多细胞,即血球细胞.血球细胞在家蚕的代谢、变态以及免疫等方面承担着重要角色,与其生长发育及生理变化有着密切的联系.而血球细胞又是由造血器官产生并释放到血液中的,血液中的血球还可以通过有丝分裂进行增殖.造血器官紧密附着在翅原基的内侧,解剖时很难明确地将两者分开,因此习惯上被统称为翅原基-造血器官复合体,共有4个.本文就家蚕幼虫血球的生成机理作一综述.     

植源蜕皮激素对无脑蓖麻蚕蛹血淋巴蛋白质组分的影响

<正> 蓖麻蚕在蛹期里,幼虫组织器官分解,成虫器官芽发育,尤其是翅芽的发育和雌性卵巢的发育。而蛹期的血淋巴则是成虫器官芽发育的环境条件,为成虫器官芽的发育提供物质基础和运送激素等活性物质。因此,蛹期的血淋巴中物质成分的变化,特别是血淋巴蛋白质组成种类的变化,是昆虫生理学工作者关注的问题之一。已有人利用聚丙烯酰胺电泳,研究过家蚕和蓖麻蚕五龄幼虫血淋巴蛋白质种类,但尚未见蓖麻蚕蛹期血淋巴蛋白质分析的报道。     

乙烯利诱导对3个菠萝栽培品种花芽分化形态与内源激素含量的影响

为实现高效稳定的调控‘台农16号’菠萝、‘台农17号’菠萝和‘金菠萝’3个菠萝栽培品种按照预期开花,本研究以‘台农16号’菠萝、‘台农17号’菠萝和‘金菠萝’为试材,通过乙烯利诱导,研究3个菠萝栽培品种茎尖花芽分化不同时期的细胞学形态以及内源激素含量变化影响。结果表明,3个菠萝品种对乙烯利处理的敏感程度不同,花芽分化时序和花芽分化质量存在差异性,‘金菠萝’较 ‘台农17号’菠萝、‘台农16号’菠萝进入花芽分化初期早2d、4d,且花序轴两侧相同位置的花芽分化更为整齐均匀。激素含量测定结果表明,高水平的ACC促进菠萝的花原基的形成和花器官的分化,IAA可以激活花原基的发育,有利于花器官的形成发育,较低水平的ABA含量促进菠萝进入花芽分化,有利于花原基的形成,并向花分生组织转变,较高水平的ABA含量有利于花器官的形成发育,TZR含量升高对菠萝花芽分化的整个过程都具有促进作用,与花原基形成的数量成正相关。对3个品种中6组不同激素间比值的比较显示,‘金菠萝’较另外两个品种的变化更小,推测不同激素间的平衡的稳定性影响菠萝栽培品种花芽分化质量。     

甘肃省肃南县3种草原蝗虫的发育与虫灾发生规律

通过对甘肃省肃南县草原的小翅雏蝗、狭翅雏蝗和短星翅蝗调查和饲养观察研究,发现小翅雏蝗的种群数量最大,每年发生一代。5月下旬孵化出土,7月下旬开始羽化,8月上旬羽化达到高峰,在3种蝗虫发育历期中最短;短星翅蝗在3种蝗虫中发育历期最长,6月上、中旬开始孵化出土,8月上旬开始羽化成虫,8月中、下旬为羽化高峰期;狭翅雏蝗的发生规律与小翅雏蝗相似,3种蝗虫成虫数量均在10月份急剧下降。     

植物叶片及桑叶的发育研究进展

植物叶片发育是植物枝条系统发育的关键问题,也是与桑树等叶用作物产量直接有关的关键因素。本文主要综述了植物发育生物学研究中关于叶片发育的相关进展,包括叶原基起始发育相关的KNOX(Knot-ted-like homeobox)基因及其调控基因PHAN(PHANTASTICA)及同源基因家族,叶片近轴化发育有关PHB-1d(PHABULOSA-1d)/PHV(PHAVOLUTA,叶片远轴化发育有关的YAB(YABBY),PHAN,控制叶片纵向ROT3(ROTUNDIFOLIA3-1)和横向发育的AN(AUGUSTIFOLIA)基因。并且综述了有关桑叶发育的有关基因MaPHAN克隆和进展。     

草地早熟禾幼穗分化过程及开花习性的观察

试验观察了草地早熟禾Poa pratensis 的幼穗分化过程和开花习性,将草地早熟禾幼穗分化过程划分为5个时期：第一苞原基分化期,一次枝梗原基分化期,二、三次枝梗原基分化期,小穗及颖花原基分化期,雌雄蕊形成期。草地早熟禾整个穗的开花过程历时约1周,总穗轴上一次枝梗的开花顺序是自上而下,小穗上颖花的开花顺序是自下而上;各枝梗上开花顺序是顶端花先开,然后再自下而上直至顶端倒数第2穗上颖花开完为止。根据幼穗分化时期与物候期的关系,针对草地早熟禾穗发育和种子产量形成的调控措施应在不同的物候期进行。     

鸡胚器官左右不对称性发育的研究进展

鸡的体内器官表现出明显的左右不对称性,这些不对称性的确立发生在胚胎发育的早期,并且要求多种机制共同筹划和有序进行。对于从亨氏节(Hensen’s node)到机体原基的左右信息传递的基因网络已经有了较清楚的阐述。有助于我们对这种机制的理解。以鸡胚为模式动物进行不对称性发生和发育的研究具有多种优点,文章以鸡胚为发育模式,对器官不对称性发育的分子机理,研究方法和未来的研究趋势进行了较为详细的介绍和论述,以期丰富我们对器官不对称发育的理解。