沉默蜕皮激素受体对雌性中黑盲蝽生殖力的影响

中黑盲蝽Adelphocoris suturalis是一种重要的农业害虫,主要为害棉花、果树和牧草等作物。昆虫保幼激素(juvenile hormone, JH)与蜕皮激素(molting hormone, 20E)是调控昆虫生殖的主要因素。本研究运用基因克隆、基因沉默(RNAi)、实时荧光定量PCR(qPCR)等技术研究蜕皮激素受体(ecdysone receptor, EcR)、超气门蛋白(ultraspiracle protein, USP)在中黑盲蝽生殖调控中的作用。结果表明,中黑盲蝽EcR基因的ORF全长1 413 bp,编码470个氨基酸。预测蛋白质分子量为53.65 kD,pI值为7.79。中黑盲蝽USP基因ORF全长1 209 bp,编码402个氨基酸。预测蛋白质分子量为44.99 kD, pI值为7.94。与对照相比,注射dsEcR、dsUSP后6～18 d的中黑盲蝽体内EcR基因、USP基因在转录水平分别被显著抑制;卵巢的挂卵量分别仅有对照组的31.5%、86.6%;单雌产卵量减少36.0%～80.4%,显著低于对照。EcR和USP基因沉默后,产卵前期与对照相比无显...     

Transporter-mediated ecdysteroid trafficking across cell membranes: A novel target for insect growth regulators

Ecdysteroids are a class of steroid hormones in arthropods that control molting and metamorphosis through interaction with intracellular nuclear receptors. In contrast to the extensive literature describing their biosynthetic pathways and signaling components, little has been known about how these hormones are traveling into and out of the cells through lipid bilayers of the cell membranes. Recently, a series of studies conducted in the fruit fly Drosophila melanogaster revealed that membrane transporters have critical functions in trafficking ecdysteroids across cell membranes, challenging the classical simple diffusion model of steroid hormone transport. Here we summarize recent advances in our understanding of membrane transporters involved in ecdysteroid signaling in Drosophila, with particular focus on Ecdysone Importer (EcI) that is involved in ecdysteroid uptake in peripheral tissues. We then discuss the potential advantage of EcI blockers as a novel pest management tool as compared to classical insect growth regulators.     

三化螟蜕皮激素受体和超气门蛋白基因的克隆和序列分析

利用RACE技术,根据已有的三化螟转录组数据,设计特异引物对三化螟的蜕皮激素受体(EcR)和超气门蛋白(USP)基因进行克隆,获得了三化螟EcR和USP基因的全长序列。EcR基因全长2857bp,氨基酸序列包括545个氨基酸。USP基因全长共2082bp,氨基酸序列包括408个氨基酸。序列比对后发现,三化螟EcR和USP基因的氨基酸序列与已报道的鳞翅目昆虫EcR和USP基因的氨基酸序列具有很高的同源性,其中与二化螟的相似性分别达到94%和97%。序列分析表明,三化螟EcR和USP序列具有昆虫EcR和USP基因的特征结构:DNA结合域和2个锌指结构。     

日本沼虾蜕皮激素受体(EcR)的cDNA克隆及其在胚胎发育过程中的表达分析

从日本沼虾中克隆了cDNAs编码的蜕皮激素受体基因(MnEcR)核苷酸序列。将编码区中的配体结合域(LBD)氨基酸序列与甲壳纲和昆虫纲中已知EcR s的该区域进行比对,结果显示了高度的相似性,构建的系统进化树表明MnEcR与甲壳类物种的同源性要高于昆虫类物种。采用RT-PCR技术对MnEcR转录本在组织中的表达进行检测,结果显示在所有检测的组织中均有表达,并且在眼、头胸甲下的表膜和卵巢中表达尤为突出。接着采用实时RT-PCR技术对MnEcR转录本在胚胎发育各期的表达情况进行分析,结果显示从卵裂期到原肠期的表达水平逐渐上升,从前无节幼体期开始至后无节幼体期表达水平呈显著的增加,并在后无节幼体期时达到最大,随后在前溞状幼体期和溞状幼体期表达水平又显著下降。由此说明MnEcR可能作为与胚胎发生相关的某些蜕皮甾类信号分子的媒介物,并间接说明在胚胎发生中某些蜕皮甾类参与了重要的生理反应。     

三疣梭子蟹EcR基因的克隆及表达分析

为研究蜕皮激素受体(EcR)在甲壳动物生长和生殖过程中的作用,采用反转录PCR(RT-PCR)和cDNA 末端快速扩增(RACE)技术,克隆了三疣梭子蟹蜕皮激素受体 (PtEcR)基因全长cDNA序列(GenBank登录号:KC354381),运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,分析该基因在不同组织、蜕皮时期和二次卵巢发育阶段的表达特 征。结果表明,PtEcR cDNA全长2 231 bp,包含1 269 bp ORF,编码422个氨基酸;推导的PtEcR氨基酸序列与已公布的其他甲壳动物EcR进行比对,发现一致性 达67%～97%;系统进化树分析PtEcR与其它甲壳动物EcR聚为一支,而昆虫EcR聚为另一支。PtEcR在检测的三疣梭子蟹10个组织中均有表达,其中在Y-器(YO)表达量最高。在蜕皮周期中,自蜕皮后期至蜕皮前期D2亚期PtEcR在YO中的表达量一直较低;至D3亚期和D4亚期,PtEcR表达量显著升高,这与血 淋巴中20-羟基蜕皮酮(20E)浓度在D3/D4亚期显著升高相协同,表明PtEcR在三疣梭子蟹蜕皮过程中起着重要的作用。二次卵巢发育阶段,PtEcR在YO和肝胰 腺(Hp)中的表达量自Ⅱ期逐渐升高至Ⅳ期达到最高;卵巢(Ov)中,则在Ⅰ、Ⅲ期较低,Ⅱ、Ⅳ期较高,表明PtEcR可能参与卵巢发育和卵黄发生。     

中华绒螯蟹EcR基因全长cDNA克隆及表达分析

为了研究蜕皮激素受体(EcR)在中华绒螯蟹蜕皮和性腺发育过程中的作用,本实验采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)以及cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆了中华绒螯蟹EcR基因全长cDNA序列。运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,分析该基因在不同组织、蜕皮过程及卵巢发育阶段的表达特征,并研究了甲基法尼酯(MF)对卵巢中EcR的调控作用。结果显示,中华绒螯蟹EcR cDNA全长2 156 bp,编码422个氨基酸,其序列与招潮蟹相似性最高,为89%。荧光定量PCR结果显示,EcR在Y器官中表达量最高;在卵巢和肌肉中少量表达;在肝胰腺、鳃、心脏、胃、肠、胸神经节和脑神经节中微量表达。在中华绒螯蟹不同蜕皮时期中,Y器官中EcR表达量在D期和E期的表达量最高;肝胰腺中EcR表达量从AB期到D期有上升的趋势,到E期有所降低;肌肉中EcR表达量在AB期最高;鳃中EcR表达量在D期最高。在中华绒螯蟹卵巢发育过程中,EcR在卵巢发育Ⅰ~Ⅳ期的表达量有上升趋势,到Ⅴ期表达量降低;体外注射实验中,MF1(注射1μg)组的EcR表达量与对照组和生理盐水组无显著差异,而MF2(注射2μg)组的EcR表达量显著上升;离体培养实验中,MF1组(10-8mol/L)和MF2组(10-7mol/L)显著高于对照组和生理盐水组。研究表明,EcR基因在中华绒螯蟹蜕皮和卵巢发育过程有重要作用,MF可以调控EcR基因在卵巢中的表达。     

昆虫蜕皮激素类似物的定量构效关系及其受体三维结构研究进展

蜕皮激素及其类似物具有调节昆虫蜕皮、变态和繁殖的功能。蜕皮激素类似物在农业生产,尤其是鳞翅目害虫的防治中发挥着重要作用。总结近期的文献,同时结合课题组的工作,综述了蜕皮激素类似物的定量构效关系、蜕皮激素受体三维结构的研究进展。