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麦蛾嗅觉相关基因筛选及气味结合蛋白功能研究

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麦蛾嗅觉相关基因筛选及气味结合蛋白功能研究

作者：洪习文河南工业大学

学位级别：硕士

麦蛾Sitotroga cerealella作为我国主要储粮害虫,在我国多数省市均可发生,并对储藏期间的原粮造成严重为害。嗅觉系统在昆虫觅食、求偶、产卵寄主搜索等多种生命活动中均发挥着重要作用,其中气味结合蛋白是转运感器淋巴液中气味分子、... 详细信息

麦蛾Sitotroga cerealella作为我国主要储粮害虫,在我国多数省市均可发生,并对储藏期间的原粮造成严重为害。嗅觉系统在昆虫觅食、求偶、产卵寄主搜索等多种生命活动中均发挥着重要作用,其中气味结合蛋白是转运感器淋巴液中气味分子、保证昆虫嗅觉系统正常运行的一类重要蛋白。为了系统深入地了解麦蛾的嗅觉系统,并探究关键气味结合蛋白在麦蛾寄主选择中的作用。本研究对获取的麦蛾触角转录组数据进行挖掘,从中鉴定了大量嗅觉相关基因。并利用顶空固相-微萃取和气相色谱-质谱联用技术鉴定了不同状态小麦样品的气味物质。然后利用分子对接技术分析麦蛾触角中大量表达的气味结合蛋白与小麦样品的气味物质间的结合能力与结合位点。接着利用Y型嗅觉仪和触角电位技术分析麦蛾对不同小麦挥发物的选择行为和响应值。研究结果将为后续麦蛾嗅觉系统的深入研究提供支持,也可为揭示麦蛾气味结合蛋白在寄主识别中的作用机制提供帮助,同时还为基于嗅觉系统开发麦蛾新型防控药剂和制定防治策略奠定基础。主要结果如下:(1)本研究利用无参转录组测序技术对麦蛾的触角转录组进行高通量测序,并从中鉴定出167个候选嗅觉基因,包括33个气味结合蛋白、10个化学感受蛋白、58个气味受体、41个离子型受体、21个味觉受体、2个感觉神经元膜蛋白和2个气味降解酶。(2)利用顶空固相-微萃取和气相色谱-质谱联用技术分析不同状态小麦样品的气味物质。从完整小麦、破碎小麦、麦蛾侵蚀小麦中共鉴定出27种挥发物,包括烷烃类、酮类、酸类、酯类、醛类、醇类等6类化合物。完整小麦具有19种挥发物,其中4,6-二甲基十二烷含量最高,相对含量为24.81%;破碎小麦具有18种挥发物,其中4,6-二甲基十二烷含量最高,相对含量为31.16%。麦蛾取食小麦中共鉴定出15种挥发物,其中软脂酸的含量最高,相对含量达43.70%,且经麦蛾取食的小麦中产生了6种新的化合物。(3)根据FPKM值,我们选择了3个在麦蛾触角中大量表达的气味结合蛋白(Scer GOBP2、Scer OBP15和Scer OBP23),并对其进行同源模建和分子对接。结果显示,构建的3种气味结合蛋白模型质量较好。分子对接表明,Scer OBP23与十七烷结合能力最强。十七烷位于Scer OBP23的6个α螺旋构成的疏水结合腔中,它们之间以疏水作用力连接;Scer GOBP2与香叶基丙酮结合能力最强,并以疏水作用力和氢键连接;而Scer OBP15与香叶基丙酮的结合能力最强,它们之间仅以疏水作用力连接。(4)利用触角电位和Y型嗅觉仪分析麦蛾对浓度为100 mg/ml的12种小麦挥发物的响应值和选择行为。结果表明交配前后麦蛾雄虫对壬醛的触角电位的反应显著强于其对其它挥发物的反应(P<0.05)。交配前后麦蛾雌虫对癸醛的触角电位的反应最强,此外其对壬醛和甲基庚烯酮的触角电位反应也较为强烈。Y型嗅觉仪行为反应结果显示,软脂酸对交配前后的麦蛾雌雄虫具有较佳的引诱效果,而癸醛、壬醛和碘癸烷则对交配前后的麦蛾雌雄虫具有一定的驱避活性。

关键词：触角转录组气味结合蛋白气味物质分子对接触角电位

昆虫嗅觉受体及其介导的信号转导机制研究进展

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应用昆虫学报 2021年第4期58卷 795-809页

作者：李慧洪习文张智毅樊逸菲王争艳河南工业大学粮油食品学院郑州450001 粮食储藏安全河南省协同创新中心郑州450001 河南粮食作物协同创新中心郑州450001

高度灵敏的嗅觉系统,能够帮助昆虫准确识别环境中不同来源的挥发性化合物,在昆虫觅食、交配和产卵等生命活动过程中起着至关重要的作用。通过感觉神经元膜上数量巨大且种类繁多的嗅觉受体,昆虫可以识别不同的气味物质,进而调控其行为。... 详细信息

高度灵敏的嗅觉系统,能够帮助昆虫准确识别环境中不同来源的挥发性化合物,在昆虫觅食、交配和产卵等生命活动过程中起着至关重要的作用。通过感觉神经元膜上数量巨大且种类繁多的嗅觉受体,昆虫可以识别不同的气味物质,进而调控其行为。已知的昆虫嗅觉受体主要有三种,离子型受体、气味受体和响应二氧化碳及信息素的味觉受体。目前嗅觉受体的分子结构及其介导的信号转导机制仍然没有得到完整的阐释,嗅觉受体配体的鉴定工作也还任重道远。本综述就昆虫嗅觉受体的结构、进化、功能表征方法以及气味受体介导信号转导的机制等方面的研究进展进行了综述,以期对研究昆虫嗅觉编码和调控,以及昆虫与植物间互作提供一定的理论参考。

关键词：气味受体进化结构功能表征信号转导

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福建省储粮昆虫种类分布调查

中国粮油学报 2023年第10期38卷 8-14页

作者：李慧洪习文周玉香郑凤祥阎磊王艳艳马晓辉崔文莲王殿轩河南工业大学粮食和物资储备学院粮食储藏安全河南省协同创新中心河南粮食作物协同创新中心郑州450001 福建省储备粮管理有限公司福州350001

随着我国粮食仓储设施建设和储粮科技发展,库存粮食的储藏条件大为改善,但储粮虫螨危害依然存在,造成了不必要的储粮损耗,影响了储粮质量。为摸清储粮昆虫的种类、发生场所及分布状况,有计划性地采取防治对策,分别对福建省7个地市不同... 详细信息

随着我国粮食仓储设施建设和储粮科技发展,库存粮食的储藏条件大为改善,但储粮虫螨危害依然存在,造成了不必要的储粮损耗,影响了储粮质量。为摸清储粮昆虫的种类、发生场所及分布状况,有计划性地采取防治对策,分别对福建省7个地市不同场所的储藏物昆虫种类和发生状况进行了调查,包括粮库12个,粮食加工厂13个,饲料厂4个,农贸市场4个,农户及农户养殖场2个,还包括烟草仓库、啤酒厂、中药材仓库和鞋厂。调查结果显示:在福建省调查对象场所中共发现储藏物害虫种类涉及昆虫纲和蛛形纲,9个目,34个科,合计82种。其中鞘翅目19科55种,鳞翅目6科16种,膜翅目2科2种,蜚蠊目2科3种,啮虫目1科2种,以及衣鱼目、等翅目、革翅目和拟蝎目各1科1种。

关键词：福建省储粮昆虫种类调查

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山东省储粮昆虫种类分布调查研究

中国粮油学报 2022年第11期37卷 32-37页

作者：李慧王殿轩洪习文隋晓刚程小丽白春启周玉香白旭光马晓辉赵海鹏高源崔文莲河南工业大学粮油食品学院粮食储藏安全河南省协同创新中心河南粮食作物协同创新中心河南郑州450001 山东省粮食和物资储备局山东济南250063 山东鲁粮集团有限公司山东济南250063

储粮昆虫调查(虫调)是做好害虫防治工作的基础,摸清储粮昆虫的种类、发生场所及分布状况,可以有计划性的采取防治对策,有效的保证粮食安全,减少害虫为害损失。于2016年对山东省7市中央及地方储备库18个、粮食加工厂11个、饲料厂6个、中... 详细信息

储粮昆虫调查(虫调)是做好害虫防治工作的基础,摸清储粮昆虫的种类、发生场所及分布状况,可以有计划性的采取防治对策,有效的保证粮食安全,减少害虫为害损失。于2016年对山东省7市中央及地方储备库18个、粮食加工厂11个、饲料厂6个、中储棉储备库1个,粮油购销有限公司1个,粮食收购点1个和若干农户等储粮场所的储粮昆虫种类和发生状况进行了调查,并列出了涉及的储粮昆虫名录。调查结果显示:在山东省调查对象中发现储藏物昆虫种类涉及6个目,32个科,合计66种。其中鞘翅目昆虫21个科53种,鳞翅目昆虫6个科8种,还有膜翅目2种,革翅目、双翅目、拟蝎目各1种。

关键词：山东省储粮昆虫种类调查

新媒体时代以学生为中心的“案例教学+BOPPPS”教学研究与实践

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农产品加工 2023年第10期 105-109页

作者：李慧洪习文白旭光白春启曾芳芳王艳艳河南工业大学粮油食品学院食品科学国家级实验教学示范中心河南郑州450001

新媒体时代坚持以人为本是高校教育发展的必然选择,“案例教学+BOPPPS”是一种混合式教学模式,坚持“以学生为中心”的本科教学理念。聚焦食品科学与工程专业课程“储藏物害虫综合治理”课堂教学,在传统“填鸭式”的教学基础上引入案例... 详细信息

新媒体时代坚持以人为本是高校教育发展的必然选择,“案例教学+BOPPPS”是一种混合式教学模式,坚持“以学生为中心”的本科教学理念。聚焦食品科学与工程专业课程“储藏物害虫综合治理”课堂教学,在传统“填鸭式”的教学基础上引入案例教学和BOPPPS 2种教学模式,从引入、目标、前测、参与式学习、后测和总结6个环节进行混合教学设计,充分发挥教师的引领作用,提前把握教学动态,在调动学生学习积极性和主动性的基础上,引导其主动参与课堂教学、实现教学目标与教学效果的有效闭环。同时,由于该课程专业实践性强,涉及实际案例也较多,通过建立课程思政案例库,深入挖掘其中蕴含的思政元素,并将其融入到混合教学的各个环节,进而实现专业技能和人文素养双提升,构建多元化的食品专业人才培养模式。

关键词：案例教学 BOPPPS模型以学生为中心教学研究

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隐喻认知的语义对称性问题

自然辩证法通讯 2025年第1期 36-44页

作者：洪峥怡黄华新浙江大学哲学学院

通常认为，隐喻表达在认知上具有不可逆性，即本体和喻体在语句中的地位是非对称的，交换本体和喻体会极大地改变语义甚至使语句不可理解。但作为隐喻理解基础的相似和类比，却都是典型的对称关系。本文以基于情境语义学讨论隐喻在对称... 详细信息

通常认为，隐喻表达在认知上具有不可逆性，即本体和喻体在语句中的地位是非对称的，交换本体和喻体会极大地改变语义甚至使语句不可理解。但作为隐喻理解基础的相似和类比，却都是典型的对称关系。本文以基于情境语义学讨论隐喻在对称性上表现出的矛盾属性，根据是否可以抽象出相同的情境类型作为认知框架，区别了强对称、弱对称和非对称三种隐喻表达，并结合语义演算说明对称与非对称的在语义解释中的体现，尝试消除隐喻在对称性问题上的不一致。最后，基于该对称性问题的讨论，认为隐喻的认知机制不是单一的类比或范畴化，具有对称性特征的类比过程和具有非对称性特征的范畴化过程都作为语义生成的一部分，在隐喻理解中被保留。

关键词：隐喻认知不可逆性对称性情境语义学

“一带一路”倡议对中国沿线城市旅游经济发展的影响效应 ——基于双重差分模型的实证分析

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华东经济管理 2025年第1期39卷 31-40页

作者：高亚佳黄裕洪浙江省“八八战略”创新发展研究院浙江杭州310012 中共新昌县委党校科研室浙江新昌312500 华南师范大学经济与管理学院广东广州510006

拓展和深化旅游合作是共建“一带一路”的重要内容。文章基于2009—2020年中国271个地级市的面板数据,构建双重差分模型实证考察“一带一路”倡议对沿线城市旅游经济发展的影响及潜在机制。研究发现,“一带一路”倡议对沿线城市旅游经... 详细信息

拓展和深化旅游合作是共建“一带一路”的重要内容。文章基于2009—2020年中国271个地级市的面板数据,构建双重差分模型实证考察“一带一路”倡议对沿线城市旅游经济发展的影响及潜在机制。研究发现,“一带一路”倡议对沿线城市旅游经济发挥显著的促进效应,这一影响效应在东部城市、大城市及历史文化名城中更为突出;机制分析表明,“一带一路”倡议通过完善数字信息基础设施、推动技术创新、优化产业结构和提高服务供给水平等渠道推动城市旅游经济发展。研究结论可以为中国通过共建“一带一路”倡议促进旅游高质量发展提供理论依据和政策启示。

关键词： “一带一路”倡议旅游经济高质量发展区域经济双重差分模型

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甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台的设计与试验

农机化研究 2025年第2期47卷 131-138页

作者：谭营尚书旗王东伟何晓宁贾夕宁朱浩郑超张习文青岛农业大学机电工程学院山东青岛266109 威海佳润农业机械有限公司山东威海264200

为解决甘薯秧蔓相互交错缠绕、难以分离导致收获困难的问题,设计了一种甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台,并对仿垄型拨禾切割机构、伸缩弹齿捡拾机构的作业过程进行受力及运动分析,得到其作业参数范围。为避免仿垄型拨禾切割机构和伸缩弹... 详细信息

为解决甘薯秧蔓相互交错缠绕、难以分离导致收获困难的问题,设计了一种甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台,并对仿垄型拨禾切割机构、伸缩弹齿捡拾机构的作业过程进行受力及运动分析,得到其作业参数范围。为避免仿垄型拨禾切割机构和伸缩弹齿捡拾机构在作业过程中发生缠绕,搭建了甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台的试验台架,进行单因素试验,以此来确定仿垄型拨禾切割机构和伸缩弹齿捡拾机构的最佳转速范围;利用Design-Expert 13.0软件中Box-Behnken试验设计方法,研究前进速度、切割转速、捡拾转速三因素两两交互作用对甘薯秧蔓回收率、缠绕程度、伤薯率的影响,并建立回归模型,进行试验参数优化,得到最优工作参数组合,即前进速度0.995 m/s、切割转速61.043 r/min、捡拾转速100.939 r/min,此时甘薯秧蔓的回收率为94.553%、缠绕程度为2.169%、伤薯率为0.213%。为验证最优参数的可靠性,将最优工作参数组合数据化零为整,作为田间试验的作业参数,进行田间试验验证,结果表明:甘薯秧蔓的薯秧蔓回收率为93.55%,缠绕程度为2.42%,伤薯率为0.38%。

关键词：甘薯秧蔓机械化收获防缠绕割台响应曲面

热塑性纤维素与PVA混溶性的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 149-158页

作者：冯彦洪陈帅杰孙航华南理工大学机械与汽车工程学院聚合物新型成型装备国家工程研究中心聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广州510000

首次提出了将氧化还原改性纤维素(Oxidation-reduction modified cellulose,ORC)与聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)共混进行制备复合材料,并采用分子动力学模拟研究了ORC与PVA的混溶性.对分子链间相互作用能和氢键数量分析发现,随着... 详细信息

首次提出了将氧化还原改性纤维素(Oxidation-reduction modified cellulose,ORC)与聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)共混进行制备复合材料,并采用分子动力学模拟研究了ORC与PVA的混溶性.对分子链间相互作用能和氢键数量分析发现,随着改性程度增加,ORC与PVA会产生更强烈的相互作用,这促进了组分间的混溶.当ORC的改性程度达到40%后,ORC与PVA的溶解度参数差值为2.02(J/cm^(3))^(1/2),达到混溶条件.根据Flory-Huggins理论确定了醇解度为88%和99%的PVA与ORC的混溶性,结果表明PVA(88%)与ORC的混溶性更好.对共混体系中形成氢键原子的径向分布函数分析发现,醋酸乙烯酯重复单元上的羰基更倾向与ORC形成分子链间氢键,而乙烯醇重复单元上的羟基更倾向形成分子链内氢键,这促使PVA(88%)/ORC共混体系中形成更多的分子链间氢键,从而混溶性更好.研究结果可为ORC/PVA复合材料的制备提供理论指导.

关键词：混溶性氧化还原改性纤维素分子动力学聚乙烯醇