期刊信息
  • 月刊(每月20日出版)
    1950年创刊
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院动物研究所
       中国昆虫学会
    国内邮发代号:2-153
    国外发行代号:Q61
    ISSN 0454-6296
    CN 11-1832/Q
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照片示油菜Brassica chinensis 叶片上的小菜蛾Plutella xylostella(鳞翅目: 菜蛾科)成虫。本期报道了肠道细菌通过竞争生态位和保护肠道内壁对小菜蛾Bt敏感性的影响(pp.1645-1657)以及多次交配对小菜蛾精包形成与生殖力的影响(pp. 1678-1686)。照片由中国科学院动物研究所张润志研究员于2019年3月9日摄于北京市顺义区衙门村蔬菜大棚内。

当期目录
2022年 第65卷 第12期 刊出日期:2022-12-20
上一期   
导言
昆虫发育与免疫:现代昆虫学一个重要方向
王毛, 邹振, 徐卫华
2022, 65(12):  1565-1570.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.001
摘要 ( 54 )   PDF (1235KB) ( 22 )   PDF(mobile) (1235KB) ( 7 )     
昆虫发育与免疫作为昆虫学的重要方向,面向国家需求和科学前沿,经过多维度的研究,在解决重大害虫成灾和人类健康等方面取得了重要成就。同时,生物技术的进步极大地推进了昆虫发育与免疫的学科发展,使得我们对昆虫生长发育和免疫防御的认识更加深入和全面。本“昆虫生长发育与免疫”专辑论文较好地反映了我国昆虫发育与免疫的研究现状与研究特色。生长发育方面涵盖了从卵到成虫的所有发育阶段,主要研究信号转导机制;免疫方面则聚焦于生物互作。在大数据背景下,将传统和现代技术并用,加强合作,使本研究方向在害虫防治、昆虫资源利用和粮食安全等方面将发挥更大的作用。
研究论文
飞蝗雌成虫脂肪体G蛋白偶联受体鉴定及其在卵发育中的功能 Hot!
贠佳琦, 杨洁冰, 许慧晶, 郑洪远, 周树堂
2022, 65(12):  1571-1581.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.002
摘要 ( 45 )   PDF (6200KB) ( 27 )   PDF(mobile) (6200KB) ( 5 )     
【目的】本研究旨在鉴定飞蝗Locusta migratoria雌成虫脂肪体中表达的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)基因,揭示其在飞蝗卵发育和卵巢生长中的功能。【方法】基于前期获得的第1个促性腺周期内飞蝗雌成虫脂肪体转录组数据,鉴定和聚类分析GPCR基因;qRT-PCR检测GPCR基因在卵黄发生期飞蝗雌成虫脑、胸腹神经节、脂肪体、卵巢和中肠的组织特异性表达模式;通过RNAi实验分析GPCR基因在卵发育和卵巢生长中的功能。【结果】在飞蝗雌成虫脂肪体转录组中新鉴定到了29个GPCR基因。qRT-PCR分析显示,PTH/PTHrPR1和MSR分别在飞蝗雌成虫脂肪体和胸腹神经节中显著高表达,Mthl4, Mthl6和GPR119L在中肠中显著高表达, Octβ1R, CrzR, CCAPR, LGR2, mGluRGABABR在脑中的表达水平显著高于在其他组织中的。RNAi筛选发现敲降5个GPCR基因CCAPR, PTH/PTHrPR1, ADGRL3, Mthl15和DHR的表达显著抑制飞蝗初级卵母细胞发育和卵巢生长。【结论】本研究结果有助于揭示昆虫高繁殖力的调控网络,并发掘新型害虫防治靶标。
家蚕胚胎中胚胎发育因子基因BmEDF G4结构的验证及其结合蛋白的筛选
黄琼, 彭玉玲, 冯启理, 牛康康
2022, 65(12):  1582-1591.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.003
摘要 ( 29 )   PDF (4780KB) ( 9 )   PDF(mobile) (4780KB) ( 0 )     
【目的】本研究旨在通过寻找家蚕Bombyx mori胚胎发育因子(embryonic development factor, EDF)基因BmEDF G-四链体(G-quadruplex, G4)结构的结合蛋白,进一步探究G4结构调控家蚕胚胎发育的可能作用和机制。【方法】通过圆二色谱(circular dichroism, CD)和凝胶迁移实验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)验证G4序列在体外是否形成G4结构;通过启动子活性实验验证BmEDF启动子区G4结构对BmEDF的表达调控的影响;通过qRT-PCR检测BmEDF在家蚕胚胎发育各时期的表达量变化。通过EMSA联合质谱分析可能与BmEDF的G4结构结合的蛋白,然后将与G4结构结合的2个候选蛋白BmeIF4HBmADDH分别进行基因克隆、表达和纯化,再通过EMSA实验分别验证候选蛋白BmeIF4HBmADDHBmEDF的G4结构结合与否。【结果】CD和EMSA实验都证明BmEDF的G4序列在体外可以形成G4结构。启动子活性实验表明BmEDF G4结构的存在对BmEDF转录表达具有正调控的作用。qRT-PCR结果表明BmEDF在产卵后120 h时表达量显著升高。经原核表达纯化,获得BmeIF4H和BmADDH重组蛋白。EMSA实验表明重组蛋白BmeIF4H在体外与BmEDF的G4结构结合,BmADDH不与BmEDF G4结构结合。【结论】家蚕胚胎中的BmeIF4H蛋白可能与BmEDF的G4结构结合。本研究为解析家蚕胚胎发育的DNA高级结构调控机理提供了实验证据。
家蚕Wnt信号通路下游关键基因Pangolin转录剪接体X3的克隆和分析
王叶菁, 付秋杰, 殷子晴, 何华伟
2022, 65(12):  1592-1597.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.004
摘要 ( 21 )   PDF (8178KB) ( 10 )   PDF(mobile) (8178KB) ( 0 )     
【目的】克隆家蚕Bombyx mori Wnt信号通路下游关键基因Pangolin isoforms A/H/I/S转录剪接体X3 (Pangolin X3),分析其序列和表达特征。【方法】从NCBI数据库检索家蚕Pangolin X3,根据其编码序列(coding sequence, CDS)设计引物,利用PCR从家蚕幼虫中肠和血淋巴中进行克隆并测序验证。利用SilkDB 3.0, SMART, 多序列比对和系统发育树分析Pangolin X3的序列特征。利用qRT-PCR分析Pangolin X3在家蚕5龄第3 天幼虫不同组织(头、血淋巴、体壁、性腺、中肠、前部丝腺、中部丝腺、后部丝腺、脂肪体和马氏管)中的相对表达水平。【结果】从家蚕幼虫中肠和血淋巴克隆了Pangolin X3(GenBank登录号: XM_038020921)的CDS,其开放阅读框长1 560 bp,编码519个氨基酸残基,预测分子量为55.86 kD,预测等电点为7.53。Pangolin X3蛋白含有保守的βcatenin结合位点和HMG结构域,其氨基酸序列在不同的昆虫中比较保守,特别是与DNA结合的HMG结构域,而与β-catenin结合的N末端CTNNB1结构域部分氨基酸残基发生变异。组织表达谱显示,Pangolin X3在家蚕5龄第3 天幼虫中肠、血淋巴和性腺中的相对表达水平较高,在头、体壁、前部丝腺、中部丝腺、后部丝腺、脂肪体和马氏管中的相对表达水平较低。【结论】本研究克隆了家蚕Pangolin X3,分析了其序列和表达特征,为深入研究家蚕Pangolin的生物学功能提供了基础。
基于双元转基因CRISPR/Cas9系统的家蚕pax3基因功能分析
蒲尚昆, 王磊, 谭安江, 魏国清
2022, 65(12):  1598-1605.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.005
摘要 ( 29 )   PDF (8677KB) ( 8 )   PDF(mobile) (8677KB) ( 0 )     
【目的】 本研究旨在以家蚕Bombyx mori为研究模型探索pax3基因在鳞翅目昆虫中的生物学功能。【方法】利用PCR扩增验证家蚕Bmpax3外显子序列;利用qRT-PCR检测Bmpax3在5龄第3天家蚕幼虫头、表皮、脂肪体、中肠、马氏管、前部丝腺、中部丝腺、后部丝腺和生殖腺(包括精巢和卵巢)中的表达谱;利用双元转基因CRISPR/Cas9系统构建Bmpax3敲除突变体,分析Bmpax3突变对家蚕幼虫存活、体节分化及性别差异的影响。【结果】Bmpax3在家蚕5龄第3天幼虫头、中肠和丝腺中均有表达,其中在前部丝腺表达量最高。Bmpax3突变体的卵孵化率约为90%,但约有80%的突变体在1龄幼虫期死亡,有将近10%的突变个体能幸存并发育到成虫阶段,并且存活成虫数存在性别差异,雄性显著多于雌性。在幸存的成虫中,约有将近1/2的个体腹部末端体节分节异常,表皮条纹混乱,腹节腹板部分缺失,生殖器官及其周围的其他辅助器官出现发育缺陷。【结论】Bmpax3发生突变后会对家蚕的生存及形态发育产生较大的影响,提示Bmpax3可能参与了家蚕的生长发育过程。
斜纹夜蛾蜕皮激素合成通路相关CYP450基因的鉴定及表达分析
谷峻, 叶艳, 李时宇, 袁雅菲, 黄立华
2022, 65(12):  1606-1614.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.006
摘要 ( 26 )   PDF (2623KB) ( 9 )   PDF(mobile) (2623KB) ( 2 )     
【目的】本研究旨在探讨蜕皮激素合成通路相关CYP450基因的表达规律,为害虫防治提供潜在的作用靶标。【方法】以家蚕Bombyx mori CYP450基因为查询序列,通过同源比对的方法从斜纹夜蛾Spodoptera litura基因组中鉴定蜕皮激素合成代谢通路中的CYP450基因,并构建其系统进化树;采用qPCR法检测鉴定的CYP450基因在斜纹夜蛾不同发育阶段(6龄幼虫、预蛹和蛹)、这3个发育阶段的不同组织(中肠、表皮和脂肪体)以及4龄幼虫取食不同寄主植物(辣椒Capsicum annuum、黄瓜Cucumis sativus、番薯Ipomoea batatas和花生Arachis hypogaea)叶片后5龄幼虫中肠中的表达量,计算4龄幼虫取食不同寄主植物叶片后发育至蛹的历期;应用PITA, miRanda, microTar和RNAhybrid 4种软件,预测调控鉴定的CYP450基因的微小RNA (miRNA)。【结果】鉴定到斜纹夜蛾蜕皮激素合成通路相关的6个直系同源CYP450基因CYP307A1, CYP306A1, CYP302A1, CYP315A1, CYP314A1和CYP18A1;系统进化树显示,斜纹夜蛾这6个CYP450基因分别归属于CYP2和线粒体CYP两个亚家族。CYP306A1, CYP314A1和CYP18A1分别在6龄幼虫、预蛹和蛹期具有最高的表达量,并且分别在6龄幼虫中肠、预蛹脂肪体和蛹表皮中表达量最高。相比取食人工饲料的对照组,4龄幼虫取食番薯和花生叶片后斜纹夜蛾4龄幼虫发育至蛹的历期显著延长, CYP306A1在5龄幼虫中肠中的表达量显著上调。在CYP307A1,CYP315A1, CYP314A1和CYP18A1上鉴定出了多种miRNA结合位点。【结论】蜕皮激素合成代谢通路中,CYP306A1,CYP314A1和CYP18A1可能分别在斜纹夜蛾幼虫、预蛹和蛹期起着关键的调控作用,同时也参与宿主植物次生代谢产物的解毒代谢,并且受到miRNA的严密调控。研究结果不仅有助于深入理解昆虫变态发育调控的复杂机制,还为将来的害虫防治提供了潜在的作用靶标,有利于斜纹夜蛾等害虫的可持续治理。
黑腹果蝇头部中RNA结合蛋白RBP9的互作蛋白筛选
时佳园, 马达, 顾佳蕙, 秦笙, 汪生鹏, 张国政, 李木旺, 孙霞
2022, 65(12):  1615-1622.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.007
摘要 ( 18 )   PDF (2891KB) ( 7 )   PDF(mobile) (2891KB) ( 0 )     
 【目的】筛选RNA结合蛋白RBP9在黑腹果蝇Drosophila melanogaster头部中的互作蛋白。【方法】利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,分别将3×Flag和V5标签编码序列插入到黑腹果蝇成虫头中RBP9和FNE基因起始密码子ATG的后面,构建黑腹果蝇转基因品系3×Flag-RBP 9/3×Flag-RBP9(3FRBP9)和V5-FNE/V5-FNE(VFNE);利用免疫沉淀和质谱法鉴定黑腹果蝇3FRBP9和野生型品系成虫头部中RBP9的互作蛋白并进行生物信息学分析。利用免疫共沉淀方法检测RBP9与FNE蛋白之间的相互作用。【结果】质谱法从黑腹果蝇成虫头部共鉴定了190个与RBP9相互作用的蛋白,其中包括ELAV和FNE。KEGG富集分析显示这些蛋白的基因主要参与核糖体、碳代谢、三羧酸循环、氨基酸生物合成等通路。免疫共沉淀实验结果验证了RBP9与FNE蛋白之间存在相互作用。【结论】RNA结合蛋白ELAV家族成员在黑腹果蝇成虫头部中具有相互作用。本研究为RBP9在果蝇神经系统发育中的功能研究提供了重要实验依据。
小卷蛾斯氏线虫侵染对草地贪夜蛾幼虫天然免疫反应的影响 Hot!
李而涛, 鲁祺晗, 张丹凤, 孔维捷, 安春菊
2022, 65(12):  1623-1635.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.008
摘要 ( 28 )   PDF (20580KB) ( 17 )   PDF(mobile) (20580KB) ( 8 )     
【目的】探讨昆虫病原线虫小卷蛾斯氏线虫Steinernema carpocapsae All侵染对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫天然免疫反应的影响。【方法】借助倒置显微镜观察和鉴定草地贪夜蛾幼虫的血细胞类型,并对小卷蛾斯氏线虫侵染后不同时间的草地贪夜蛾幼虫血细胞总数目进行统计;通过倒置显微镜观察草地贪夜蛾幼虫对侵入的小卷蛾斯氏线虫的包囊反应;利用倒置荧光显微镜观察小卷蛾斯氏线虫侵染后的草地贪夜蛾幼虫血细胞对金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus的吞噬活性;检测小卷蛾斯氏线虫侵染后的草地贪夜蛾幼虫血淋巴中酚氧化酶(phenoloxidase, PO)活性、体内抗菌肽基因相对表达水平以及血浆的抗菌活性。【结果】从草地贪夜蛾幼虫体内共发现5种不同类型的血细胞,分别为原血细胞、粒细胞、类绛色细胞、珠血细胞和浆血细胞。注射1 μL侵染期(infective juveniles, IJs)小卷蛾斯氏线虫(3 IJs/μL)后9和12 h,草地贪夜蛾幼虫的血细胞总数目显著增多。草地贪夜蛾幼虫的血细胞不能包囊活的以及冷处死的小卷蛾斯氏线虫,但可以包囊热处死的线虫。活的小卷蛾斯氏线虫会显著抑制草地贪夜蛾幼虫血细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬活性,但冷处死和热处死的线虫不能。注射1 μL(3 IJs/μL)小卷蛾斯氏线虫后,草地贪夜蛾幼虫血淋巴PO活性总体呈“下降升高下降”变化趋势;体内抗菌肽基因Attacin-A2, Attacin-B1, Cecropin-B3, Cecropin-D, Gallerimycin, Gloverin-3以及Lebocin-2的表达水平在线虫侵染后12 h时显著上调,24 h时恢复到对照水平或低于对照水平;血淋巴抗菌活性水平在小卷蛾斯氏线虫侵染后12 h时显著升高,24 h时与对照无显著差异。【结论】小卷蛾斯氏线虫在侵入早期会抑制草地贪夜蛾幼虫的天然免疫反应来建立感染;随后草地贪夜蛾的免疫系统会被激活试图抵御小卷蛾斯氏线虫的侵染;后期随着线虫的成功定殖,草地贪夜蛾的免疫系统最终被抑制或破坏。本研究所得结果为进一步揭示线虫草地贪夜蛾的免疫互作机理奠定了基础,也为改善昆虫病原线虫对草地贪夜蛾的防治效果提供了理论依据。
MicroRNA通路中的关键因子Dicer-1和Argonaute-1对豌豆蚜免疫防御的影响
许珍珍, 蒋新怡, 石苏可, 吕志强
2022, 65(12):  1636-1644.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.009
摘要 ( 18 )   PDF (1838KB) ( 9 )   PDF(mobile) (1838KB) ( 0 )     
【目的】研究microRNA(miRNA)通路中两个关键组分Dicer-1和Argonaute-1(Ago-1)在豌豆蚜Acyrthosiphon pisum抵御细菌和真菌侵染中的作用,加深对豌豆蚜免疫防御系统的了解。【方法】用qRT-PCR检测细菌金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和大肠杆菌Escherichia coli以及真菌球孢白僵菌Beauveria bassiana分别侵染后豌豆蚜成蚜体内Dicer-1和Ago-1的表达量;通过注射法利用RNAi技术对豌豆蚜成蚜Dicer-1和Ago-1进行沉默后,感染金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和球孢白僵菌,检测豌豆蚜体内细菌和真菌的增殖和统计豌豆蚜成蚜存活率。【结果】与0.85% NaCl溶液处理的对照组相比,金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和球孢白僵菌侵染豌豆蚜成蚜后,其体内Dicer-1和Ago-1的表达量发生了一定程度的上调。RNAi干扰Dicer-1后,感染金黄色葡萄球菌36 h时豌豆蚜成蚜中细菌菌落数显著高于对照组(注射dsLTA)的,但感染后7 d时的存活率与对照组无显著差异;感染大肠杆菌12和24 h时豌豆蚜成蚜体内的细菌菌落数均显著高于对照组的,但感染后7 d时的存活率显著低于对照组的;感染球孢白僵菌后6 d,豌豆蚜成蚜体内真菌孢子数显著高于对照组的,但感染后7 d时的存活率显著低于对照组的。RNAi敲降Ago-1后感染金黄色葡萄球菌,豌豆蚜成蚜体内细菌菌落数在36 h时显著高于对照组的,但感染后7 d时的存活率显著低于对照组的;感染大肠杆菌后,在24 h时豌豆蚜成蚜体内细菌菌落数显著高于对照组的,感染后7 d时的存活率略低于对照组的,但无显著差异;感染球孢白僵菌后6 d,豌豆蚜成蚜体内真菌孢子数显著高于对照组的,但感染后7 d时的存活率显著低于对照组的。【结论】豌豆蚜miRNA通路中的两个关键组分Dicer-1和Ago-1参与了豌豆蚜抵御细菌和真菌侵染的免疫防御反应,尤其在抵御真菌的防御反应中有重要作用。
肠道细菌通过竞争生态位和保护肠道内壁降低小菜蛾对Bt的敏感性 Hot!
陶新娉, 贾元虹, 孙燕, 韩顺财, 夏晓峰
2022, 65(12):  1645-1657.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.010
摘要 ( 23 )   PDF (11385KB) ( 14 )   PDF(mobile) (11385KB) ( 1 )     
【目的】肠道微生物可能在介导昆虫宿主对苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)抗性方面具有重要作用。本研究拟通过探究肠道细菌影响Bt对小菜蛾Plutella xylostella杀虫活性的效应,分析肠道细菌在宿主保护方面的作用机制。【方法】检测小菜蛾3龄幼虫分别取食无菌人工饲料与含肠道总菌群、肠杆菌Enterobacter sp. IAE5 (EbPXG5)、Bt菌株Bt8010、Bt8010+肠道总菌群和Bt8010+EbPXG5的人工饲料,以及分别取食无菌人工饲料与含EbPXG5上清、EbPXG5菌体破碎液、Bt8010+EbPXG5上清、Bt8010+EbPXG5菌体破碎液和Bt8010的人工饲料不同时间后的存活率,分析肠道细菌对小菜蛾Bt敏感性的影响;利用平板培养技术,测定分别取食含EbPXG5, Bt8010和Bt8010+EbPXG5人工饲料的小菜蛾3龄幼虫肠道和血淋巴中EbPXG5和Bt8010的丰度以及EbPXG5对Bt8010的体外抑制效应,分析肠道细菌对Bt8010在小菜蛾肠道中增殖以及入侵血腔的影响;利用扫描电镜观察小菜蛾3龄幼虫无菌肠道组织的内壁形态以及EbPXG5, Bt8010和EbPXG5+Bt8010分别处理的肠道组织的内壁形态,揭示肠道细菌对肠道内壁的保护功能。【结果】与取食无菌人工饲料的对照组相比,取食含肠道总菌群饲料和含EbPXG5饲料的小菜蛾3龄幼虫存活率没有显著差异,但取食含Bt8010+EbPXG5和含Bt8010+肠道总菌群饲料的3龄幼虫在24, 36, 48和60 h时存活率均显著高于取食含Bt8010人工饲料的;取食含EbPXG5上清和含EbPXG5菌体破碎液饲料的3龄幼虫存活率与对照组相比无差异,取食含Bt8010+EbPXG5上清和含Bt8010+EbPXG5菌体破碎液饲料的3龄幼虫存活率与取食含Bt8010饲料的相比也无差异。分别取食含EbPXG5和Bt8010+EbPXG5人工饲料的小菜蛾3龄幼虫肠道中EbPXG5菌株的丰度均没有显著差异,但取食含Bt8010+EbPXG5饲料24, 36和48 h的小菜蛾3龄幼虫肠道内Bt8010丰度显著低于取食含单一Bt8010饲料;血淋巴中,取食含Bt8010+EbPXG5饲料的小菜蛾,36 h和48 h的EbPXG5丰度高于取食含单一EbPXG5饲料的,同时取食含Bt8010+EbPXG5饲料的血淋巴中Bt8010丰度显著低于取食含单一Bt8010饲料的。牛津杯抑菌圈试验表明小菜蛾肠道细菌EbPXG5在体外对Bt8010菌株无抑制作用。扫描电镜观察结果发现,Bt8010会破坏小菜蛾幼虫肠道形成孔洞,同时介导Bt8010及其他细菌穿越肠道屏障进入血淋巴;肠杆菌EbPXG5能定殖于小菜蛾肠腔内壁,减弱Bt8010对肠道内壁的破坏,降低Bt8010在小菜蛾肠道和血淋巴中的丰度。【结论】肠道细菌EbPXG5在保护小菜蛾,降低其对Bt敏感性方面起一定作用,推测该菌通过竞争生态位和保护肠道内壁等方式减弱病原体的定殖和入侵,从而降低宿主对Bt的敏感性。该结果对于促进小菜蛾的生物防治和综合治理具有重要的参考意义。
核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应虫螨腈及辛硫磷胁迫中的作用机制
宋妍, 刘志翔, 谭安江, 盛晟
2022, 65(12):  1658-1667.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.011
摘要 ( 23 )   PDF (4953KB) ( 17 )   PDF(mobile) (4953KB) ( 0 )     
【目的】本研究旨在揭示昆虫蜕皮激素信号通路上的关键核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾Spodoptera litura响应虫螨腈和辛硫磷胁迫中的作用机制。【方法】使用生物信息学方法鉴定斜纹夜蛾FTZ-F1基因,并进行序列比对及系统发育树构建;将LC30浓度辛硫磷和虫螨腈浸叶处理的桑叶分别喂食斜纹夜蛾3龄幼虫,并分别收集取食药叶后1, 12, 24, 36和48 h时存活的幼虫,使用qRT-PCR技术检测幼虫体内SlFTZ-F1的表达水平;使用RNAi技术沉默SlFTZ-F1基因,并使用qRT-PCR技术检测注射dsRNA后SlFTZ-F1的表达水平;将LC30浓度虫螨腈和辛硫磷浸叶处理的桑叶分别喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,喂食后24和48 h统计斜纹夜蛾幼虫死亡率;选取8个斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶(SlGST)基因,使用qRT-PCR技术检测沉默了SlFTZ-F1基因的斜纹夜蛾幼虫这些SlGST基因的表达水平。【结果】斜纹夜蛾SlFTZ-F1开放阅读框长1 665 bp,编码555个氨基酸,等电点为6.39,理论分子量61.77 kD,SlFTZ-F1具有DNA结合域、FTZ-F1 box及配体结合域;系统发育分析表明,SlFTZ-F1与草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的SfFTZ-F1聚为一个亚分支。与ddH2O处理的对照相比,LC30浓度虫螨腈处理后1, 24和36 h以及LC30浓度辛硫磷处理后24和36 h,斜纹夜蛾3龄幼虫SlFTZ-F1的表达量均显著上调。与注射dsGFP的对照组相比,斜纹夜蛾幼虫在注射dsSlFTZ-F1后48 h SlFTZ-F1基因的表达量显著下降;分别将LC30浓度虫螨腈和辛硫磷处理的桑叶喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,48 h时与对照组相比斜纹夜蛾幼虫死亡率分别显著升高22%和28%;沉默SlFTZ-F1的斜纹夜蛾幼虫8个SlGST基因的表达量均显著下降。【结论】虫螨腈及辛硫磷显著诱导斜纹夜蛾幼虫SlFTZ-F1基因表达,沉默SlFTZ-F1后斜纹夜蛾幼虫对虫螨腈和辛硫磷的敏感性显著升高,解毒酶SlGST基因的表达受到显著抑制,说明发育相关的转录因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应常用杀虫剂胁迫中发挥了重要作用。
苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)表达及其生长发育的影响
张展滔, 林晓菊, 辜晓婷, 叶凯翔, 张伟钊, 金丰良, 许小霞
2022, 65(12):  1668-1677.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.012
摘要 ( 13 )   PDF (13852KB) ( 7 )   PDF(mobile) (13852KB) ( 0 )     
【目的】几丁质酶和几丁质合成酶对昆虫的变态发育极其重要。本研究旨在阐明苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾Spodoptera litura几丁质酶和几丁质合成酶基因表达及其生长发育的影响。【方法】利用RT-qPCR检测斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)在斜纹夜蛾不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)和4-6龄幼虫不同组织(体壁、中肠、脂肪体、血细胞、头部和马氏管)中的表达水平以及注射苦瓜素Ⅰ溶液(4 μg/头) 24, 48和72 h时斜纹夜蛾SlCht和SlCHS-A在6龄幼虫各组织中的表达水平。分析在斜纹夜蛾4龄幼虫中注射不同浓度(31.25, 62.5, 125, 250和500 ng/头)的苦瓜素Ⅰ溶液对幼虫和蛹历期、幼虫增重、蛹重、蛹长度、化蛹率、羽化率和存活率的影响,并利用体视显微镜观察斜纹夜蛾幼虫的表型变化。【结果】SlChtSlCHS-A在斜纹夜蛾中的表达具有发育阶段特异性。SlChtSlCHS-A在卵期表达量最高,幼虫期和预蛹期的表达量较低;在各幼虫期又表现为6龄幼虫期表达量最高,在其他龄期的表达量低。SlChtSlCHS-A在斜纹夜蛾6龄幼虫中也显示出组织特异性表达,在血细胞和体壁中高表达,在头部、中肠和脂肪体中低表达。在斜纹夜蛾6龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ能诱导SlChtSlCHS-A在其各组织中表达量降低;在4龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ后,斜纹夜蛾的生长发育受到抑制,幼虫增重延缓,发育历期延长,化蛹率下降甚至化蛹失败,幼虫及蛹出现较高的畸形率。【结论】苦瓜素Ⅰ可通过诱导SlChtSlCHS-A表达量的降低来实现对斜纹夜蛾生长发育的抑制作用。本研究为进一步阐明苦瓜素对斜纹夜蛾生长发育的抑制机制提供了新的理论基础,并为进一步应用苦瓜素Ⅰ进行防控奠定了基础。
多次交配对小菜蛾精包形成与生殖力的影响
邹明民, 刘莉莉, 董诗杰, 黄梦琪, 曹敏慧, 尤民生, 彭露
2022, 65(12):  1678-1686.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.013
摘要 ( 24 )   PDF (18734KB) ( 27 )   PDF(mobile) (18734KB) ( 21 )     
【目的】小菜蛾Plutella xylostella是主要为害十字花科作物的一种世界性害虫,强大的生殖能力是其成为田间最难防治的害虫的主要原因之一。交配是营两性生殖昆虫繁衍后代必要的一个生理过程,明确小菜蛾雌雄成虫的交配行为及交配后的生理响应,对于小菜蛾种群监测和综合防治具有重要意义。【方法】解剖观察小菜蛾成虫生殖腺及精包形成;利用行为学与生物学实验,测定和分析小菜蛾成虫交配与再交配能力、精包形成与消化,以及交配次数对精包形成以及雌虫生殖力的影响。【结果】小菜蛾雄成虫在交配过程中精液以精包的形式传递给雌成虫,在交配囊中精包呈白色、不透明、气球状结构,交配结束后精包可被充分消化和吸收。成虫交配能力观测结果显示,小菜蛾雌雄成虫均具有多次交配行为。首次交配后,雄成虫表现出短暂的再交配延迟,20 min内其交配成功率为54.6%,显著低于首次交配。虽然交配次数不会影响雄成虫的交配时长,但雄成虫交配史对其自身的精包大小以及雌成虫的生殖力均具有显著的抑制作用。雌成虫表现出明显的再交配抑制性,交配过的雌成虫在12 h内的交配率显著低于未交配雌成虫的,这可能取决于首次交配后精包的消化和吸收速率。雌成虫多次交配后,其产卵量和卵孵化率与单次交配的相比没有显著差异。【结论】多次交配会使小菜蛾雄成虫再交配延迟,雌成虫再交配受到抑制;多次交配产生的雄成虫精包显著减小,雌成虫产卵量与卵孵化率并没有从多次交配中获得收益。本研究为解析小菜蛾雌雄成虫生殖调控机制奠定理论基础。
综 述
昆虫hemocytin蛋白研究进展
王菁菁, 胡宏旺, 胡琼波
2022, 65(12):  1687-1694.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.014
摘要 ( 26 )   PDF (5662KB) ( 10 )   PDF(mobile) (5662KB) ( 0 )     
 本课题组前期研究发现,绿僵菌素A与家蚕Bombyx mori 的hemocytin蛋白互作,强烈抑制血淋巴免疫,预示hemocytin可能成为一种杀虫剂的新型作用靶标。因此,进一步了解hemocytin十分必要。Hemocytin是昆虫血淋巴免疫的重要因子,作为一种凝集素,介导血淋巴中的凝血、结节和囊胞化过程,防止表皮破损造成的血淋巴外溢和微生物入侵,并参与对已入侵病原的固定与清除。昆虫的hemocytin一般由3 000~4 000个氨基酸组成,是一个巨大的多结构域蛋白,含有多个重复排列的结构域,包括FA58C (coagulation factor 5 or 8 C-terminal), VWD (von Willebrand factor type D), TIL (trypsin inhibitor like cysteine rich), VWC (von Willebrand factor type C), CT (C-terminal cystine knotlike), C8 (8 conserved cysteine residues), ChtBD2 (chitin-binding domain type 2)和MUC (mucin-2 protein WxxW repeating region);不同昆虫间hemocytin的氨基酸序列相似性较小,但其结构域序列具有较高的保守性。Hemocytin由血细胞生物合成,以成熟形式分泌至血淋巴中。Hemocytin是凝血块的主要成分,通过其纤维结构凝聚血细胞和凝血因子形成软凝块封闭伤口,再通过交联作用形成硬凝块和结痂。Hemocytin在结节和囊胞化过程中发挥重要作用,将血细胞、免疫因子和病原体凝聚,最后联合黑化作用隔绝和杀死病原体。总体上,昆虫hemocytin的研究还不够深入。解析hemocytin调控昆虫免疫的分子机理,对于丰富昆虫免疫学基础研究,促进基于hemocytin为靶点的新型杀虫剂研发具有重要意义。
果蝇胰岛素样肽8(Dilp8)的功能及作用机制
南楠, 闫志鹏, 张亚如, 秦国华, 桑楠
2022, 65(12):  1695-1700.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.015
摘要 ( 19 )   PDF (1147KB) ( 7 )   PDF(mobile) (1147KB) ( 0 )     
果蝇Drosophila作为一种模式生物,具有生长周期短、繁殖能力强和研究成本低等优点。而且果蝇有65%的基因与人类同源,特别是其遗传背景简单的特点,使其在生物生长发育研究、病理机制研究和基因表达调控等研究中发挥重要作用。目前在果蝇中已发现8种胰岛素样肽,即果蝇胰岛素样肽1-8(Drosophila insulin-like peptide 1-8, Dilp1-8),而对于果蝇胰岛素信号通路的研究主要集中在其调控机体生长发育和能量代谢的方面,这些功能主要通过Dilp1-7来发挥作用。对于Dilp8的功能及其发挥作用的分子机制知之甚少。本文总结了自Dilp8被发现以来,人们对于其功能的研究结果。Dilp8主要在幼虫成虫盘和成年雌果蝇的卵巢中表达,其主要作用是调节果蝇的组织生长和发育时间,使果蝇生长为具有相对固定体型和一定对称性的个体。当果蝇幼虫在生长过程中受到损伤时,Dilp8会通过延缓发育时间来缓解异常生长。Dilp8被激活后,在中枢神经系统与其受体富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体3(leucine-rich repeat-containing G protein-coupled receptor 3, Lgr3)特异结合,从而抑制蜕皮激素的合成来控制果蝇生长发育。有研究表明Lgr3与果蝇性别调控有关。在成年雌果蝇中,Dilp8的主要作用是调节排卵能力。此外,肿瘤源性的Dilp8与果蝇的食欲减退有关。Dilp8/Lgr3与人类INSL3/RXFP2高度同源。对于Dilp8发挥作用的分子机制,还需研究者的进一步探索。
蜱源抗凝血因子研究进展
倪军, 沈姝, 邓菲
2022, 65(12):  1701-1716.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.12.016
摘要 ( 18 )   PDF (2187KB) ( 9 )   PDF(mobile) (2187KB) ( 1 )     
 蜱是一种人畜共患体表寄生虫,通过叮咬宿主和吸血,将病原体传播给宿主,引发多种疾病。凝血反应是人和动物的重要生理过程,是生理性止血的重要环节。蜱叮咬和吸食宿主血液周期长,在吸血过程中分泌多种抗凝物质,抑制凝血反应,可帮助蜱长时间保持吸血状态。目前,已知的蜱源抗凝物质依据其功能主要包括蛋白酶抑制剂、纤维蛋白(原)溶解剂、血小板聚集抑制剂和血管活性蛋白4大类。这些抗凝血物质可分别作用于凝血级联反应中内源性通路、外源性通路、共同通路中的关键步骤,以及促进纤蛋白溶解和抑制血小板激活,从而抑制宿主血管中的凝血反应。蛋白酶抑制剂主要通过抑制凝血级联反应共同通路中凝血酶和Xa因子活性;纤维蛋白(原)溶解剂引起纤维蛋白原的水解并延迟纤维蛋白凝块的形成;血小板聚集抑制剂通过降解血小板聚集激动剂,并结合血栓素A2(thromboxane A2, TXA2)和血小板上的αIIbβ3整合素抑制血小板聚集;血管活性蛋白抑制宿主血管收缩以及伤口愈合和血管生成。此外,还有一些蜱分泌的其他蛋白分子可通过不同的通路来实现抗凝血作用。本文对迄今为止各类蜱中发现的具有抗凝血活性的蛋白和小分子及其抗凝血作用机制进行总结阐述,将促进对蜱抗宿主凝血的作用机制和生理意义的理解,也为研制蜱源新型抗凝血药物、开发新的抗血栓疗法提供重要参考。
目 录
65卷第12期中英文目录
2022, 65(12):  1717-1717. 
摘要 ( 9 )   PDF (688KB) ( 6 )   PDF(mobile) (688KB) ( 0 )     
总目录
65卷总目录(第1-12期)
2022, 65(12):  1718-1718. 
摘要 ( 11 )   PDF (1882KB) ( 6 )   PDF(mobile) (1882KB) ( 1 )     
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