重金属镉和铬在中华稻蝗（Oxya chinensis）体内的组织分布

为研究重金属在中华稻蝗(Oxya chinensis)自然种群体内的累积分布,以山西省代县水稻田中华稻蝗为研究对象,用火焰原子吸收法测定中华稻蝗不同组织部位的镉和铬含量.研究结果表明:镉和铬在中华稻蝗自然种群不同组织部位的富集量不同,且雌雄间存在一定的差异.镉在雌虫体内的富集顺序为中肠＞后肠＞前肠＞翅＞头＞卵巢＞足＞体壁;在雄虫体内为中肠＞前肠＞后肠＞足＞头＞体壁.镉在雌雄中华稻蝗消化道内均有较高的富集并以中肠的累积量最高,雌虫为6.7984 mg·kg-1,雄虫为3.347 7 mg·kg-1,且与其他组织部位间存在显著差异(P＜0.001).中华稻蝗雌虫各组织部位对铬的累积浓度依次为中肠＞足＞体壁＞头＞卵巢＞前肠＞翅＞后肠,中华稻蝗雄虫体内铬浓度的分布依次为足＞体壁＞中肠＞头＞前肠＞精巢＞后肠.多因素方差分析结果表明,自然条件下雌雄中华稻蝗对重金属镉和铬的累积具有组织特异性,两种重金属在中华稻蝗体内的累积规律有所不同.     

中华稻蝗几丁质酶基因10（OcCht10）的分子特性及功能

【目的】获得中华稻蝗（Oxya chinensis）几丁质酶基因10（OcCht10）的cDNA序列,预测其功能域,并做聚类分析明确该基因的系统发育关系。绘制OcCht10在5龄若虫不同组织部位和发育时间的表达图谱,研究其在中华稻蝗蜕皮过程中的生物学功能,为害虫防治提供高效安全的候选基因。【方法】从中华稻蝗转录组数据库搜索OcCht10 cDNA片段,经过blast分析、比对、拼接后,翻译为氨基酸序列,预测其功能域,并与其他昆虫几丁质酶家族基因进行聚类分析,进一步确认该基因的系统发育关系并进行准确命名;选取中华稻蝗5龄第6天不同组织部位及5龄若虫不同天数表皮样本,总RNA提取后反转录为cDNA模板,采用Real-time quantitative PCR（qPCR）方法获得OcCht10在5龄稻蝗若虫不同组织部位和不同发育阶段的表达谱;设计OcCht10 dsRNA引物,用试剂盒体外合成dsOcCht10,采用注射法进行RNA干扰;取注射24 h稻蝗表皮样本,用qPCR方法检测OcCht10基因沉默效率;并仔细观察dsRNA注射后稻蝗表型,统计其死亡率。【结果】经对中华稻蝗转录组数据库的搜索,获得OcCht10 cDNA片段长度为9 318 bp,开放阅读框为8 613 bp,编码2 870个氨基酸;其3′非编码区为705 bp,推测OcCht10 5'端有500多碱基尚未获得;预测其氨基酸序列具有多个结构域,包含有5个几丁质酶催化域和6个几丁质结合域;与其他昆虫几丁质酶基因聚类分析结果显示OcCht10属于昆虫几丁质酶家族基因Ⅱ组,该组基因与昆虫蜕皮相关;5龄若虫组织特异性分析表明该基因主要在表皮、前肠和后肠等外胚层发育而成的组织器官中表达,提示OcCht10可能参与表皮几丁质代谢;发育时间表达图谱表明该基因在5龄第6-7天,即蜕皮前的表皮中高表达,表明OcCht10可能负责蜕皮时表皮几丁质降解;5龄若虫第2天注射该基因的dsRNA,24 h后取表皮检测其干扰效率,结果显示该基因被沉默70%;与注射dsGFP的对照组相比,注射dsOcCht10 5龄若虫表现为龄期延长,旧表皮无法开裂,蜕皮受阻,昆虫无法正常活动导致死亡,死亡率达到100%。【结论】获得OcCht10的部分cDNA序列,该基因在昆虫蜕皮前表皮中高表达;OcCht10参与中华稻蝗的蜕皮发育,注射dsOcCht10可有效沉默靶基因,并导致试虫无法完成正常蜕皮而死亡。     

昆虫几丁质代谢与植物保护

正几丁质是昆虫外骨骼和围食膜的重要组成成分,昆虫蜕皮和生长发育依赖于几丁质合成和降解的精细调控。几丁质代谢酶参与昆虫表皮和围食膜几丁质的形成,在昆虫蜕皮发育等生命活动中具有重要的生理功能,利用几丁质代谢酶的调控作用研发分子靶标,在植物保护领域具有潜在的应用价值。RNA干扰(RNAi)技术作为反向遗传学研究的有效工具,在昆虫基因功能研究方面发挥了重要作用,同时在害虫控制方面展示出广阔的应用前景~([1-4])。RNAi技术的发展也推动了昆虫几丁质代谢关键基因生物学功能的解析     

氮离子注入水稻诱变效果及抗氧化酶活性和丙二醛含量的比较

通过氮离子注入水稻技术,选育一个水稻新品种晋稻10号,原品系990162。并以990162和日本晴2个水稻品种为材料,研究了根、茎、叶3个器官和分蘖期、拔节期2个发育期的抗氧化酶活性和MDA含量,比较2个水稻品种的抗氧化能力。研究结果显示,2个水稻品种间的抗氧化酶活性和MDA含量无显著差异,同一水稻品种同一器官在分蘖期和拔节期的抗氧化酶活性和MDA含量也无显著差异。但3个器官间的抗氧化酶活性和MDA含量存在显著差异。在分蘖期,990162叶片的SOD活性是根部的2.0倍,日本晴叶片的SOD活性是根部的1.8倍;990162叶片的CAT活性是根部的2.2倍,日本晴叶片的CAT活性是根部的2.3倍。在拔节期,990162叶片的CAT活性分别是根部和茎的2.2和1.8倍,日本晴叶片的CAT活性分别是根部和茎的1.9和1.8倍;990162叶片的MDA含量是根部的1.4倍。这些研究结果显示,这2个水稻品种的抗氧化能力相似,叶片是抗氧化能力最强的器官。     

长期取食染镉小麦后中华稻蝗体内镉的累积分布

重金属镉在动物体内的代谢过程主要通过消化途径实现.以食物染毒的方法,采用不同浓度镉溶液培养的麦苗饲喂中华稻蝗(从一龄若虫至成虫),将中华稻蝗成虫不同组织部位(头、翅、足、卵巢,精巢、体壁、前肠、中肠、后肠)解剖,并通过原子吸收分光光度计测定其镉的浓度,统计分析各组织部位镉的累积分布规律.火焰原子吸收测定结果表明,生长于浓度为0、36.67、73.34、110.01、146.68 μg·g-1镉溶液中的小麦,其叶片中镉的累积浓度分别达到1.99、102.88、159.92、255.48、372.68μg·g-1,与培养液中镉浓度呈显著正相关(Y=2.437 9X-0.206,R2=0.988 P<0.01;Y为小麦中镉浓度,X为镉溶液浓度);随着镉处理浓度的增加,中华稻蝗头、翅、足、卵巢、体壁、前肠、中肠、后肠中镉的累积浓度基本都旱增加的趋势,例如,在各组织部位中镉累积浓度最高的为中肠,4个处理浓度中雌虫分别为对照组的139.29、82.11、197.94、212.74倍,雄虫为对照组的99.89、70.32、100.17、91.23倍;在各组织部位中镉累积浓度较低的足,雌、雄虫也分别达到了对照组的4.95、8.80、16.23、16.90倍和7.14、12.22、20.59、27.98倍.对中华稻蝗成虫各组织部位镉累积浓度进行比较发现,消化道各部位的累积浓度较其他部位为高,其中,中肠内镉的累积浓度均为最高,前后肠问的累积浓度次之;此外,镉在中华稻蝗头部也有明显的累积,其次是体壁和翅,而卵巢/精巢和足的累积浓度最低.研究结果表明长期取食染毒小麦可导致镉在中华稻蜱体内的累积,且镉在不同组织部位中的累积分布存在差异.     

山西临汾灯诱地下害虫种类组成及优势种群发生动态

为明确对山西省临汾小麦玉米造成严重为害的地下害虫优势种群的种类组成及其年发生动态。利用在农田设置虫情测报灯诱捕的方法,进行山西临汾小麦和玉米1年2熟区农田地下害虫的虫口调查,通过室内鉴定、数据分析、查阅文献等对所诱集到的成虫进行结果分析。结果表明：铜绿丽金龟、鲜黄鳃金龟等7种为山西临汾小麦玉米1年2熟区农田地下害虫的主要优势种群,且不同优势种群年发生量和发生期均有所差异,对黑光灯的敏感度也不同。绝对优势种铜绿丽金龟成虫的发生期较为集中,一般在6月下旬—7月中旬,且其对灯光敏感度较高,可利用黑光灯对其进行监测和防治。     

长尾仓鼠VKORC1基因的提取与扩增

为了探究长尾仓鼠VKORC1基因与其抗药性的关系,以长尾仓鼠的基因组DNA为模板,使用特异引物对长尾仓鼠的VKORC1基因片段进行扩增并获得其序列。结果表明,使用2对引物可分别扩增出长度为700、600 bp的条带;条带与预测基因片段大小一致,为目标条带。研究应用分子生物学手段探索抗药性监测的新途径,可为进一步获得该基因的全长,并探究VKORC1基因与抗药性的关系奠定基础。     

农杆菌介导的燕麦创伤胚转化体系研究

通过建立遗传转化体系,培育具有特定功能的转基因作物品种对改善作物的生存能力和生态环境适应力具有重要意义。参照农杆菌划胚介导植物萌发种子基因转化方法,以农杆菌菌株LBA4404(含质粒p CAMBAR.CH I.11)侵染转化燕麦种子,对转化体系中的菌液浓度、超声波功率、种子处理方式和抗除草剂筛选等不同转化条件分别进行了研究,以探索农杆菌介导的燕麦最适宜的遗传转化体系。结果表明:燕麦种子浸泡4 h后采用穿刺法划伤种子,1 000 W超声波处理划伤种子10 min,在OD600=0.4的农杆菌溶液中共培养2 d,最有利于种子转化;用0.8 mg/L草丁膦溶液与种子共培养能够有效抑制种子萌发进行初筛,用1 mg/L草丁膦溶液喷施幼苗进行除草剂抗性筛选,能够明显抑制假阳性苗的生长;将来自链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)的Bar基因导入燕麦,经除草剂筛选以及Bar基因的PCR检测和Southern杂交分析证明获得转基因植株。