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中华按蚊CCE家族基因的表达模式分析

昆虫学报 2024年第3期67卷 318-326页

作者：辜昕尧司风玲陈斌重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介昆虫重庆市重点实验室重庆401331

【目的】羧酸酯酶(carboxylesterases,CCEs)是一类重要的水解酶超家族,参与昆虫体内各种外源物质的代谢过程。本研究利用不同发育阶段、不同组织和吸血前后中华按蚊Anopheles sinensis的转录组数据分析CCE基因表达模式,为进一步研究CCE... 详细信息

【目的】羧酸酯酶(carboxylesterases,CCEs)是一类重要的水解酶超家族,参与昆虫体内各种外源物质的代谢过程。本研究利用不同发育阶段、不同组织和吸血前后中华按蚊Anopheles sinensis的转录组数据分析CCE基因表达模式,为进一步研究CCEs在不同生理过程中的潜在功能奠定基础。【方法】以前期从中华按蚊实验室品系转录组数据库中筛选出的50个CCE基因,利用生物信息学分析其在中华按蚊不同发育阶段(卵、1-4龄幼虫、雄蛹、雌蛹、雄成蚊和雌成蚊)、成蚊不同组织(触角、唾液腺、中肠、马氏管、精巢、卵巢、表皮和脂肪体)中以及雌成蚊吸血前和吸血后不同时间(1,3,6,12,24和48 h)的表达模式。【结果】CCE基因主要在幼虫或成蚊阶段高表达或特异性表达;AsAe12,AsAe4和AsBe4在所有发育阶段均高表达。CCE基因的表达具有组织特异性,主要集中在成蚊触角、表皮和精巢中表达;此外,5个CCE基因(AsAe13,AsAe12,AsAe6,AsAe4和AsBe4)在成蚊中肠、马氏管和脂肪体中均高表达,可能与这些解毒器官代谢异生物有关。在雌成蚊吸血后,大多数CCE基因的表达量发生了变化,它们的表达模式也存在差异,这表明血液消化是一个复杂的过程。【结论】本研究结果丰富了中华按蚊CCE基因的知识,为深入探究CCE家族基因在中华按蚊生长发育中的的潜在功能提供有价值的参考。

关键词：中华按蚊羧酸酯酶表达模式发育阶段组织吸血

黑色素前体多巴和多巴胺培养后的中华按蚊蛹体壁结构特征及其转录组分析

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昆虫学报 2024年第3期67卷 327-338页

作者：向凯邱品品洪俊峰凌瑕周操何树林谢新元蒋艳萍王思艺陈斌乔梁重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介昆虫重庆市重点实验室重庆401331

【目的】筛选出促黑化条件下中华按蚊Anopheles sinensis蛹体壁中表达变化最显著的基因类群,并初步探究它们与黑色素前体累积及表皮结构特征间的相关性。【方法】在Grace’s昆虫细胞培养基中添加黑色素前体多巴(dopa)和多巴胺(dopamine)... 详细信息

【目的】筛选出促黑化条件下中华按蚊Anopheles sinensis蛹体壁中表达变化最显著的基因类群,并初步探究它们与黑色素前体累积及表皮结构特征间的相关性。【方法】在Grace’s昆虫细胞培养基中添加黑色素前体多巴(dopa)和多巴胺(dopamine),对化蛹20 min内中华按蚊体壁进行体外培养,对照组(CK)中不添加黑色素前体,培养16 h时利用体视显微镜观察黑色素前体处理组与对照组蛹体壁着色和表皮截面特征;通过Illumina测序平台对黑色素前体处理组与对照组蛹体壁进行转录组测序,对差异表达基因(different expression genes,DEGs)进行GO功能分类和KEGG通路富集分析;分析被显著富集的基因注释和染色体分布;利用qRT-PCR验证转录组数据。【结果】多巴和多巴胺处理组中华按蚊蛹体壁与表皮截面相比于CK明显黑化,且多巴处理组着色程度最深;多巴和多巴胺处理组中华按蚊蛹表皮相比于CK明显增厚,且增厚程度与黑化程度相关。多巴处理组vs CK与多巴胺处理组vs CK比较组的DEGs分别为2952和697个,且下调基因居多;这两类比较组间共有上调的DEGs有223个,共有下调的DEGs有347个。DEGs的GO功能注释结果表明,在上述比较组以及两比较组间共有的上调DEGs被显著富集到表皮结构组分(GO:0042302)。KEGG通路富集分析结果显示,多巴处理组vs CK比较组上调的DEGs被显著富集到剪切体通路,下调的DEGs被显著富集到Toll-Imd和Hippo信号通路;在多巴胺处理组vs CK比较组中下调DEGs被显著富集到自噬通路;这两比较组间共享的DEGs没有被显著被富集的通路;65个被富集的上调表皮蛋白基因来自于CPR,CPF,TWDL,CPLC和CPAP 5个家族,并分布于3条染色体,其中部分成员成簇分布。qRT-PCR结果显示,两比较组中所选择的共有上调的12个表皮蛋白基因的表达量与转录组数据一致。【结论】本研究在组学水平上证实了蚊虫体壁组织中黑色素的过量累积能够诱导大量表皮蛋白基因的显著上调表达,并使得其表皮结构特征发生改变。研究结果为后续探索黑色素前体对表皮结构基因的调控机制,以及理解昆虫表皮重要组分间的互作模式,对昆虫适应性状的影响提供了新的视角。

关键词：中华按蚊黑化黑色素前体体壁转录组表皮蛋白基因

我国五种媒介蚊虫电压门控钠离子通道基因kdr突变研究进展

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环境昆虫学报 2024年

作者：胡佳万何正波陈斌重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介生物控制与利用重庆市重点实验室

自20世纪40年代首次报告蚊虫对杀虫剂产生抗性以来，杀虫剂抗药性迅速在世界范围内蔓延，严重影响了媒介蚊虫及其传染病的控制。电压门控钠离子通道（Voltage-gated sodium ion channel， VGSC）是拟除虫菊酯类杀虫剂的作用靶标，VGSC... 详细信息

自20世纪40年代首次报告蚊虫对杀虫剂产生抗性以来，杀虫剂抗药性迅速在世界范围内蔓延，严重影响了媒介蚊虫及其传染病的控制。电压门控钠离子通道（Voltage-gated sodium ion channel， VGSC）是拟除虫菊酯类杀虫剂的作用靶标，VGSC活性位点的突变影响杀虫剂和VGSC的结合产生击倒抗性（Knock-down resistance，kdr）从而影响杀虫剂的效果。弄清kdr突变是弄清杀虫剂抗性分子机制，研发杀虫剂抗性分子检测技术的基础。本研究简述了蚊虫的杀虫剂抗性机制，电压门控钠离子通道的结构，重点概述了我国5种重要媒介蚊虫（中华按蚊Anopheles sinensis、白蚊伊蚊Aedes albopictus、埃及伊蚊Aedes aegypti、致倦库蚊Culex quinquefasciatus、三带喙库蚊Culex tritaenioides）kdr突变及其与拟除虫菊酯杀虫剂抗性的关系。这些综述为进一步研究VGSC的kdr突变，VGSC的三维结构，kdr突变的抗性分子机制具有重要价值，为研发杀虫剂抗性的分子检测技术提供理论依据。

关键词：媒介蚊虫电压门控钠离子通道基因 kdr突变杀虫剂抗性拟除虫菊酯

敲除OsLRR-RLK18基因提高水稻对褐飞虱的抗性

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植物保护学报 2024年第2期51卷 383-393页

作者：唐璎瑛蒯鹏邱晨吕静娄永根浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所水稻生物学国家重点实验室农业农村部作物病虫分子生物学重点实验室杭州310058

为明确富亮氨酸重复类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like kinase,LRR-RLK)编码基因OsLRR-RLK18在调控水稻对褐飞虱Nilaparvata lugens防御中的作用及机理,以野生型水稻品系、OsLRR-RLK18基因敲除纯合水稻品系为研究对象,测定不同水稻品系的株高和根长、不同水稻品系对褐飞虱生物学参数的影响及褐飞虱为害后不同水稻品系中防御信号分子含量和防御化合物含量。结果显示,敲除OsLRR-RLK18基因后水稻株高和根长降低,褐飞虱为害后期诱导的茉莉酸、茉莉酸-异亮氨酸和脱落酸含量显著增加,但水稻组成型(未受褐飞虱为害)和为害早期的水杨酸和过氧化氢含量降低,引起水稻多种挥发物组分释放量增加,木质素、对香豆酰腐胺及樱桃苷、刺苞菊苷和大波斯菊苷3种类黄酮含量下降,最终导致褐飞虱卵孵化率和产卵量显著降低。表明OsLRR-RLK18基因参与了水稻对褐飞虱为害的防御反应,在调控水稻对褐飞虱的抗性中发挥着一定作用。

关键词：水稻褐飞虱诱导防御反应抗虫性基因

基于分子内电荷转移的比率型荧光探针用于次氯酸检测和细胞成像

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分析试验室 2024年第6期43卷 871-875页

作者：张晓文张飞山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室太原030006

利用碳碳双键(C=C)可被次氯酸(HClO)选择性氧化的特性,研究了一种具有分子内电荷转移(ICT)效应的HClO检测荧光探针TPS。该探针由于内部具有推拉电子结构,探针本身在激发态下会发生ICT,发出橙红色荧光。加入HClO后,探针分子内不饱和C=C... 详细信息

利用碳碳双键(C=C)可被次氯酸(HClO)选择性氧化的特性,研究了一种具有分子内电荷转移(ICT)效应的HClO检测荧光探针TPS。该探针由于内部具有推拉电子结构,探针本身在激发态下会发生ICT,发出橙红色荧光。加入HClO后,探针分子内不饱和C=C被氧化成醛基,ICT效应减弱,荧光蓝移。反应前后的光谱变化表明探针TPS可用于HClO的比率荧光检测。选择性实验表明探针TPS对HClO具有显著的特异性识别能力。在磷酸盐(PBS)缓冲溶液中,探针TPS对HClO的线性检测范围为0~80μmol/L,检出限为56 nmol/L。探针TPS也被证实可用于活细胞内HClO荧光成像。

关键词：荧光探针次氯酸分子内电荷转移细胞成像

寄主植物及猎物对杂食性天敌烟盲蝽若虫存活和发育的影响

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中国生物防治学报 2024年第3期40卷 542-549页

作者：田艳丽杨亦心章雨璐王晓伟刘银泉浙江大学昆虫科学研究所/农业农村部分子生物学重点实验室/浙江省作物病虫生物学重点实验室杭州310058

杂食性昆虫烟盲蝽是多种害虫的重要捕食性天敌,它在猎物缺乏时可通过取食一些植物维持生存。因此,了解烟盲蝽在不同植物上的生物学特性以及有无猎物对其生物学特性的影响,是利用烟盲蝽创建储蓄植物系统开展害虫生物防治的基础。本研究... 详细信息

杂食性昆虫烟盲蝽是多种害虫的重要捕食性天敌,它在猎物缺乏时可通过取食一些植物维持生存。因此,了解烟盲蝽在不同植物上的生物学特性以及有无猎物对其生物学特性的影响,是利用烟盲蝽创建储蓄植物系统开展害虫生物防治的基础。本研究通过室内离体叶片添加或不添加猎物烟粉虱、以及整株植物饲喂若虫的方法,测试了烟盲蝽在芝麻、香雪球和荞麦3种蜜源植物以及棉花和小白菜两种作物上的存活、发育及性比。结果表明,无猎物时,烟盲蝽若虫在芝麻和小白菜离体叶片上能发育至成虫,成虫获得率分别是85.2%和80.0%,若虫发育历期分别为15.0d和19.2d,但在荞麦、香雪球、棉花离体叶片和清水对照上分别只发育至4龄、3龄、3龄和2龄。添加猎物时,烟盲蝽若虫在5种植物离体叶片上都能发育至成虫,其中在芝麻上的若虫期最短,为11.8d,成虫获得率最高,为83.3%。烟盲蝽若虫在几种整株植物上的存活和发育与离体叶片上的结果相似,即只能在芝麻和小白菜上发育至成虫,成虫获得率分别为93.3%和66.7%。所有测试条件下饲养的烟盲蝽雌性比都在0.6左右,且雌、雄虫的若虫发育历期差异不显著。最后讨论了利用烟盲蝽这一重要杂食性天敌创建储蓄植物系统实施害虫生物防治的可行性。

关键词：蜜源植物储蓄植物系统非作物寄主植物猎物可用性生物防治

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金属离子对黑翅土白蚁消化代谢的影响

浙江农林大学学报 2024年第1期41卷 154-160页

作者：漆梦雯沈毅羊桂英余婷李吴晗周琪欢谢晓俊朱娅宁莫建初浙江大学昆虫科学研究所农业部作物病虫害分子生物学重点实验室浙江杭州310058

【目的】探究金属离子对黑翅土白蚁Odontotermes formosanus消化代谢过程的影响,挖掘黑翅土白蚁对含有金属离子的厨余垃圾和农林废弃物进行资源化处理的潜在价值。【方法】根据浓度梯度法,将含有不同质量分数Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)... 详细信息

【目的】探究金属离子对黑翅土白蚁Odontotermes formosanus消化代谢过程的影响,挖掘黑翅土白蚁对含有金属离子的厨余垃圾和农林废弃物进行资源化处理的潜在价值。【方法】根据浓度梯度法,将含有不同质量分数Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)的饵料供给黑翅土白蚁,确定黑翅土白蚁对饵料中金属离子的最大可取食质量分数。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定黑翅土白蚁虫体内及其新建菌圃内的对应金属元素质量分数,明确饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)对虫体内及新建菌圃内对应金属元素质量分数的影响。采用试剂盒法测定黑翅土白蚁虫体内及其新建菌圃内漆酶和纤维素酶的活性,确定饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mg^(2+)对上述酶活性的影响。【结果】黑翅土白蚁对饵料中Al^(3+)、Ca^(2+)和Fe^(3+)的最大可取食质量分数均为1.00 g·kg^(-1),对饵料中Mg^(2+)的最大可取食质量分数为10.00 g·kg^(-1)。黑翅土白蚁取食含有10.00 g·kg^(-1) Mg^(2+)的饵料后,其虫体内和菌圃内都发生了Mg的富集;取食含有1.00 g·kg^(-1) Fe^(3+)的饵料后,Fe仅在菌圃内富集。取食含有1.00 g·kg^(-1) Al^(3+)的饵料,会显著提高黑翅土白蚁虫体内的漆酶活性(P生物对木质素的联合降解能力。黑翅土白蚁具有资源化处理厨余垃圾和农林废弃物的应用潜力。

关键词：黑翅土白蚁菌圃金属离子酶活性

功能基因组学研究──香港大学分子生物学研究所功能基因研究现状

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第四军医大学学报 2003年第16期24卷 1441-1443页

作者：彭英孔祥复香港大学分子生物学研究所

人类基因组研究是21世纪生物学及医学发展的主流之一，它与人类疾病的预防及治疗有密切关系。因此，基因组学在整个生命科学中占有十分重要的地位。近年来，基因组测序工作迅猛发展，在许多常用生物实验模型中已有二十余种细菌、酵母菌... 详细信息

人类基因组研究是21世纪生物学及医学发展的主流之一，它与人类疾病的预防及治疗有密切关系。因此，基因组学在整个生命科学中占有十分重要的地位。近年来，基因组测序工作迅猛发展，在许多常用生物实验模型中已有二十余种细菌、酵母菌、寄生虫、果蝇等生物的全部基因序列测定工作已告完成。人类基因组全部序列草图也于2001年绘制完成。中国生物科技工作者参加了1%人类基因测序工作，并与2002年独立完成了籼稻基因组序列草图的测定，使我国基因序列测定工作一举走向国际前列。然而，今后的基因功能研究却是摆在我们面前重要的研究方向。这就像一本书，你认识书中的每个字却不知道每句话每个段落的意思而急于读懂它一样。只有知道了基因功能方能研究其机制及应用价值。

关键词：人类基因组基因功能非洲爪蟾模型生物学

过表达野生大豆耐盐碱基因GsGSTU13提高了水稻苗期耐盐碱性

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作物学报 2024年第10期50卷 2458-2467页

作者：李宛鸿胡冰霜孙晓丽才晓溪孙明哲黑龙江八一农垦大学农学院/作物逆境分子生物学实验室黑龙江大庆163316

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)是一类高度保守的功能酶,在植物对非生物胁迫应答过程中发挥重要作用。本研究通过生物信息学分析发现,野生大豆GsGSTU13与水稻GSTU17蛋白序列相似性最高,均含有高度保守的结构域。为... 详细信息

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)是一类高度保守的功能酶,在植物对非生物胁迫应答过程中发挥重要作用。本研究通过生物信息学分析发现,野生大豆GsGSTU13与水稻GSTU17蛋白序列相似性最高,均含有高度保守的结构域。为探究GsGSTU13基因对水稻耐盐碱性的影响,通过遗传转化、PCR、RT-PCR和GST活性检测,获得了2个GsGSTU13过表达转基因水稻纯合株系。苗期耐盐碱性分析显示,200 mmol L^(-1) NaHCO_(3)处理下,GsGSTU13转基因株系的活性氧积累显著低于野生型,而存活率、相对含水量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和GST活性均显著高于野生型。综上,在水稻中过表达GsGSTU13基因增强了活性氧清除能力,提高了转基因水稻耐盐碱性,为耐盐碱水稻新种质创制提供了参考。

关键词：水稻野生大豆耐盐碱性谷胱甘肽S-转移酶 GsGSTU13

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