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昆虫ROS免疫防御机制及在寿命调控中的作用
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作者 马振刚 陈胜 +2 位作者 张俊 黄廷悦 周泽扬 《昆虫学报》 北大核心 2025年第7期1007-1022,共16页
活性氧(reactive oxygen species,ROS)是一类由于氧分子不完全氧化而形成的含氧自由基或容易形成氧自由基的过氧化物的总称。当昆虫受到病原入侵时,由双氧化酶(dual oxidase,DUOX)介导的ROS防御系统会迅速反应,产生大量的ROS以抵御病原... 活性氧(reactive oxygen species,ROS)是一类由于氧分子不完全氧化而形成的含氧自由基或容易形成氧自由基的过氧化物的总称。当昆虫受到病原入侵时,由双氧化酶(dual oxidase,DUOX)介导的ROS防御系统会迅速反应,产生大量的ROS以抵御病原菌的入侵,进而在调控昆虫免疫防御过程中发挥作用;但高水平的ROS会破坏细胞内的蛋白质、DNA、脂质等生物大分子,从而导致昆虫细胞损伤,影响昆虫正常发育。为了避免受到过度氧化应激的损害,昆虫已经形成了一整套以抗氧化酶和小分子抗氧化剂为主体的抗氧化防御系统来避免过度损伤的发生。有趣的是,细胞中ROS水平的改变还能够在昆虫寿命调控中发挥截然不同的作用:对某些昆虫中大量ROS的积累可导致寿命缩短,而对于另外一些昆虫高生理水平的ROS存在又可诱导滞育的发生进而延长其寿命。近年来,ROS在昆虫寿命调控机制方面的研究取得了较多的进展。因此,本文全面地综述了昆虫ROS的来源与产生的影响因素、ROS介导的防御机制,并首次对ROS在昆虫寿命调控中的具体作用进行了总结与展望,以期为后续开展ROS相关主题的研究提供参考。 展开更多
关键词 昆虫 活性氧 免疫防御 寿命 滞育
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昆虫脂肪体结构功能及其在人类疾病模型应用中的研究进展 被引量:3
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作者 马振刚 何雨泊 +2 位作者 马强 王静琳 周泽扬 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1246-1257,共12页
昆虫脂肪体大量分布在昆虫的体内,其是一个动态疏松的组织,包括外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型。昆虫脂肪体的结构与功能是息息相关的,其结构会随着昆虫不同生命阶段的变化而变化,其功能也随之发生改变。昆虫脂肪体最基本的功能是作为... 昆虫脂肪体大量分布在昆虫的体内,其是一个动态疏松的组织,包括外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型。昆虫脂肪体的结构与功能是息息相关的,其结构会随着昆虫不同生命阶段的变化而变化,其功能也随之发生改变。昆虫脂肪体最基本的功能是作为昆虫生命代谢的核心组织进行物质的合成与储存。此外,脂肪体还有许多重要的功能,是多种激素作用的靶器官,与昆虫的先天免疫、寿命和生长发育等都有关。因此,研究昆虫脂肪体对于解析昆虫重要生命现象是十分重要的。近年来已经有大量研究将昆虫脂肪体作为人类疾病和药物开发等方面的研究模型,将其应用于人类免疫学、人类疾病发病机制探究、新型药物研发等诸多领域。本文对昆虫脂肪体的形态结构、形成与变态、生物学功能及在人类疾病模型研究中的应用与展望进行了综述,以系统地加深对昆虫脂肪体结构与功能的理解与认识。昆虫脂肪体将在人类主要疾病模型的构建、疾病发病机理的探究等方面具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 昆虫 脂肪体 模式昆虫 人类疾病 肥胖 癌症
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1株几丁杆菌的酶学特性及其对虾壳废弃物的降解作用
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作者 管箫 李督福 +3 位作者 海钱敏 刘厶铭 童金凤 马振刚 《南方农业学报》 北大核心 2025年第3期772-785,共14页
[目的]从自然环境土壤样品中分离鉴定高产几丁质酶的菌株,开展几丁质酶的酶学特性分析,并评估该菌株在几丁质降解方面的效能,为富含几丁质的虾壳等废弃物资源的工业转化及实现几丁质资源的绿色环保应用提供理论依据。[方法]采用胶体几... [目的]从自然环境土壤样品中分离鉴定高产几丁质酶的菌株,开展几丁质酶的酶学特性分析,并评估该菌株在几丁质降解方面的效能,为富含几丁质的虾壳等废弃物资源的工业转化及实现几丁质资源的绿色环保应用提供理论依据。[方法]采用胶体几丁质平板水解圈法筛选几丁质酶高产菌株,利用生理生化特性分析及分子生物学鉴定技术对菌株进行鉴定,通过3,5-二硝基水杨酸(DNS)法研究酶的活性特征与发酵条件,并利用失重法测定胶体几丁质和虾壳的降解率。[结果]在土壤样品中成功分离出1株高产几丁质酶的菌株,经鉴定该菌株隶属于几丁杆菌属(Chitinibacter),命名为Chitinibacter sp.strain CQNU6-1。酶活力分析显示该菌株的最佳培养条件为30℃、pH7.0,在此条件下,经过120 h的培养,几丁质酶活力达0.547 U/mL。该菌株所产的几丁质酶在40℃和pH 6.0的条件下表现出最高的相对酶活力,且在70℃高温和pH 10.0的强碱性环境下,仍能保持70.0%以上的相对酶活力,显示出良好的热稳定性和酸碱适应性;在离子浓度为0.01和0.1 mol/L时,Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和Mn^(2+)均能提高几丁质酶的相对酶活力,其中Mn~(2+)对酶活力的提升作用最明显,而Cu^(2+)则对相对酶活力产生抑制作用。此外,CQNU6-1菌株能在以几丁质为唯一碳源的培养基中生长,对胶体几丁质和富含几丁质的虾壳具有显著的降解效果,降解率分别可达100.0%和78.7%。该菌株产生的几丁质酶可通过硫酸铵沉淀法进行初步的富集与纯化。[结论]筛选获得的几丁质酶高产菌株Chitinibacter sp.strain CQNU6-1,发酵温度和发酵pH适应性较宽,该菌株在高温碱性条件下展现出良好的几丁质生物降解能力。 展开更多
关键词 几丁质酶 菌株鉴定 发酵条件优化 酶学性质 虾壳废弃物降解
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基于蜂粮混合花粉的重庆四面山中华蜜蜂粉源植物多样性及其时空动态分析
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作者 龙金桂 张可 +3 位作者 邓飞 王亚美 石庆会 黄敦元 《昆虫学报》 北大核心 2025年第8期1150-1163,共14页
【目的】本研究旨在探究海拔和季节变化对重庆四面山中华蜜蜂Apis cerana cerana粉源植物组成及多样性的影响。【方法】野外采集重庆四面山不同海拔梯度(500,700,900,1100和1300 m)及不同月份(3,5,7,9和11月)中华蜜蜂蜂箱中新鲜巢脾的蜂... 【目的】本研究旨在探究海拔和季节变化对重庆四面山中华蜜蜂Apis cerana cerana粉源植物组成及多样性的影响。【方法】野外采集重庆四面山不同海拔梯度(500,700,900,1100和1300 m)及不同月份(3,5,7,9和11月)中华蜜蜂蜂箱中新鲜巢脾的蜂粮,提取蜂粮粉源植物DNA进行ITS2区PCR扩增,利用Illumina PE250二代高通量测序技术进行测序,利用生物信息学方法分析中华蜜蜂的粉源植物组成、丰度和多样性。【结果】共注释到重庆四面山中华蜜蜂粉源植物30目61科128属162种,其中木本植物101种(占比62.35%)、草本植物51种(占比31.48%)和藤本植物10种(占比6.17%)。在目水平,蔷薇目(Rosales)植物种类最多(21种),其次是壳斗目(Fagales)和菊目(Asterales),分别有19和15种。基于可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)的中华蜜蜂粉源植物组成分析发现:总占比超过1%的粉源植物有17种,排名前5的依次是茅栗Castanea seguinii、细齿叶柃Eurya nitida、盐麸木Rhus chinensis、甘蓝Brassica oleracea和黄毛楤木Aralia chinensis,占比分别是18.9%,11.3%,8.5%,6.3%和5.3%。中华蜜蜂粉源植物alpha多样性分析结果显示:重庆四面山中华蜜蜂粉源植物多样性随海拔增加呈现先增加后减少的趋势;5月份中华蜜蜂粉源植物多样性最低,而其他月份间粉源植物多样性无显著差异。【结论】重庆四面山中华蜜蜂粉源植物资源丰富,粉源植物多样性随月份变化不明显,而随海拔呈现先增加后减少的趋势。本研究揭示了重庆四面山中华蜜蜂粉源植物组成及多样性的时空变化特征,为进一步研究和保护该地区中华蜜蜂种群提供了新视角,也为当地养蜂人选择合适的蜂场位置、保证花粉资源稳定供应、提高蜜蜂成活率和增加蜂产品产量提供了新思路。 展开更多
关键词 中华蜜蜂 粉源植物 花粉 时空变化 高通量测序 四面山
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真社会性昆虫级型结构及寿命分化行为的表观遗传学研究进展 被引量:2
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作者 马强 党晓群 +1 位作者 马振刚 周泽扬 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期969-977,共9页
真社会性昆虫,如膜翅目(Hymenoptera)的蜜蜂、蚂蚁和黄蜂,以及蜚蠊目(Blattodea)的白蚁,尽管在一个群体中遗传背景和遗传基础一致,但它们在形态、行为及生活史上具有显著的多样性。大多数真社会性昆虫表现出不同的级型结构和寿命分化,... 真社会性昆虫,如膜翅目(Hymenoptera)的蜜蜂、蚂蚁和黄蜂,以及蜚蠊目(Blattodea)的白蚁,尽管在一个群体中遗传背景和遗传基础一致,但它们在形态、行为及生活史上具有显著的多样性。大多数真社会性昆虫表现出不同的级型结构和寿命分化,在这些结构中王后往往比职虫的寿命更长,且繁殖能力仅由一个或几个王后拥有,而其他群体成员只能充当职虫。然而,在某些物种中,级型结构具有一定的可塑性,个体可以根据特定的环境线索从一个级型或行为表型切换到另一个级型或行为表型。由于不同的级型之间通常有共同的遗传背景,因此真社会性昆虫群体内的多样性很大程度上是由个体之间的基因转录差异造成的。这就意味着以修饰基因表达而不改变基因序列本身为特征的表观遗传机制可能在真社会性昆虫中发挥着重要作用。已有的证据表明,DNA/RNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和非编码RNA等表观遗传调控机制在级型结构、寿命分化和衰老等多个方面影响真社会性昆虫。本文对这些表观遗传调控机制及其在昆虫中不同作用的研究进展进行了综述,以加深对真社会性昆虫起源及其行为演化的理解和认识。未来表观遗传调控机制可在抗衰老药物的研发、衰老相关疾病的治疗、减缓生物体的衰老进程等方面有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 表观遗传学 真社会性昆虫 级型结构 寿命分化 衰老
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蜜蜂白垩病的病原特性与综合防治 被引量:1
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作者 黄廷悦 陈胜 马振刚 《四川畜牧兽医》 2024年第11期58-60,共3页
蜂病可分为非传染性病害和传染性病害两种,前者由遗传因素或环境中的有害物质等引起,后者则由病原微生物或寄生虫引起。蜜蜂传染性病害对蜂产业的威胁极大,可从感染蜜蜂个体,干扰蜜蜂正常生理代谢,破坏其组织结构,到影响蜂群乃至整个蜂场。
关键词 传染性病害 病原微生物 病原特性 蜂病 遗传因素 正常生理代谢 蜜蜂白垩病 寄生虫
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黄缘蜾蠃营巢生物学研究 被引量:1
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作者 陆俊 李文强 +6 位作者 刘琪 冉芸琪 胡锋 龚文奥 张诗雨 章肇棋 黄敦元 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期744-752,I0018,I0019,共11页
利用人工巢管(Trap-nest)对我国南方林区捕食性天敌昆虫黄缘蜾蠃Anterhynchium flavomarginatum Smith的营巢生物学进行研究,以期更好的保护和利用该蜂对农林害虫的生物防治作用。2021年4月至2022年12月在江西省选取5个典型样地放置人... 利用人工巢管(Trap-nest)对我国南方林区捕食性天敌昆虫黄缘蜾蠃Anterhynchium flavomarginatum Smith的营巢生物学进行研究,以期更好的保护和利用该蜂对农林害虫的生物防治作用。2021年4月至2022年12月在江西省选取5个典型样地放置人工巢管收集黄缘蜾蠃,野外观察并记录该蜂雌性成虫活动规律的相关数据,并通过室内解剖筑巢巢管对该蜂的巢管进行观察并测量获取巢管结构的相关数据。研究发现黄缘蜾蠃偏爱巢口朝向东南方向的巢箱筑巢,该蜂巢管内部结构由前庭(Vestibular cell)、虫室(Brood cell)和空室(Empty space)等结构组成,也观察记录了巢管内部结构的相关参数和雌蜂的筑巢行为,其中包括巢管长度、内径以及前庭、虫室、空室的数量和长度;而筑巢行为主要包括日平均出巢次数、单次捕食时间、采泥时间、处理猎物的时间以及筑巢时间。每年5月、7月和10月是黄缘蜾蠃营巢最活跃的时期。黄缘蜾蠃的筑巢习性在不同个体之间无明显差异,但后代雌雄发育情况在不同巢管结构中存在差异;雌性成虫个体较雄性大,其幼虫期所需食物更多;该蜂可能会根据虫室大小及储备食物的多少来决定后代的性别分配。 展开更多
关键词 黄缘蜾蠃 营巢生物学 人工巢管 季节性 筑巢行为
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东方蜜蜂微孢子虫一新孢壁蛋白NcER_100148的鉴定与生物学功能研究 被引量:1
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作者 敖塘堰 王静琳 +1 位作者 马振刚 周泽扬 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期747-758,共12页
【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae作为蜜蜂微孢子虫病的主要病原体,对其侵染机制的相关研究鲜有报道。本研究旨在对团队前期通过质谱鉴定获得的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148进行原核表达,明确其亚细胞定位,并初步探... 【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae作为蜜蜂微孢子虫病的主要病原体,对其侵染机制的相关研究鲜有报道。本研究旨在对团队前期通过质谱鉴定获得的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148进行原核表达,明确其亚细胞定位,并初步探索其生物学功能。【方法】通过在线软件对前期鉴定的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148序列进行生物信息学分析;利用RT-PCR检测东方蜜蜂微孢子虫侵染后西方蜜蜂Apis mellifera成蜂中肠中NcER_100148的表达量;将NcER_100148基因片段克隆至原核表达载体pET30a中,IPTG诱导表达重组蛋白并用于制备多克隆抗体;利用Western blot检测NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中的表达量;通过间接免疫荧光和免疫电镜技术分析NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中的亚细胞定位;利用Western blot和免疫共沉淀法分别分析重组蛋白NcER_100148与东方蜜蜂微孢子虫几丁质孢子壳(chitin spore coats,CSCs)和极管蛋白NcPTP2和NcPTP3的相互作用关系。【结果】序列分析结果表明,东方蜜蜂微孢子虫NcER_100148预测分子量为12.169 kD,含1个O-糖基化位点、1个N-糖基化位点和1个糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol,GPI)锚定位点;RT-PCR检测结果表明,NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫感染后4 d时的西方蜜蜂成蜂中肠中开始表达;Western blot结果表明,NcER_100148蛋白能在成熟孢子表面表达,并且能够与东方蜜蜂微孢子虫的CSCs互作;亚细胞定位结果显示NcER_100148定位于东方蜜蜂微孢子虫的成熟孢子孢壁上;Western blot和免疫共沉淀结果显示重组蛋白NcER_100148能够与极管蛋白NcPTP2和NcPTP3相互作用。【结论】NcER_100148是定位在东方蜜蜂微孢子虫的成熟孢子孢壁上的一个新型孢壁蛋白,且其可能在孢子内壁的构建、极管的盘绕与固定和参与对宿主的侵染等过程中扮演重要的角色。 展开更多
关键词 东方蜜蜂微孢子虫 孢壁蛋白 亚细胞定位 几丁质孢子壳 极管蛋白 互作
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中华蜜蜂肠粘蛋白AcMucin5AC-1的鉴定和定位分析
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作者 李小青 郭悦 +2 位作者 张洁 周泽扬 党晓群 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1150-1160,共11页
【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana肠粘蛋白AcMucin5AC-1的结构、分布及对中肠的影响,为解析蜜蜂中肠的生理功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学比较分析中华蜜蜂AcMucin5AC蛋白的序列特征;利用RT-qPCR检测AcMuci... 【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana肠粘蛋白AcMucin5AC-1的结构、分布及对中肠的影响,为解析蜜蜂中肠的生理功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学比较分析中华蜜蜂AcMucin5AC蛋白的序列特征;利用RT-qPCR检测AcMucin 5 AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠和表皮以及2日龄幼虫感染中华蜜蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)后0,12,24,48和72 h时中肠中的表达量。通过原核表达系统对中华蜜蜂AcMucin5AC-1进行表达,亲和层析柱纯化重组蛋白并制备相应多克隆抗体;Western blot检测AcMucin5AC-1在中华蜜蜂健康3-6日龄幼虫中以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜中的表达,应用间接免疫荧光试验分析AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中的定位。通过饲喂法利用RNAi沉默中华蜜蜂2日龄幼虫AcMucin 5 AC-1后12,24,48和72 h时分析RNAi干扰效率,利用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色法探究RNAi干扰2日幼虫AcMucin 5 AC-1后24,48和72 h时对中华蜜蜂幼虫整体组织形态的影响。【结果】中华蜜蜂基因组中有8个AcMucin5AC基因,其氨基酸序列均含有粘蛋白结构域。RT-qPCR检测结果表明,AcMucin 5 AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠中表达量较表皮中的高,且在感染CSBV病毒的12和72 h时的2日龄幼虫中肠中比对照组显著下调。成功获得约50 kD的重组蛋白AcMucin5AC-1和多克隆抗体,Western blot结果显示在中华蜜蜂3-6日龄幼虫以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜的总蛋白中均能检测到AcMucin5AC-1。间接免疫荧光试验结果表明AcMucin5AC-1主要定位在4日龄幼虫中肠和围食膜。RNAi效率检测结果表明,2.0μg/头ds AcMucin 5 AC-1干扰24 h时中华蜜蜂AcMucin 5 AC-1较ds EGFP对照组表达量下调92%。HE染色检测结果表明,在AcMucin 5 AC-1的RNAi后72 h时中华蜜蜂幼虫整个肠腔的细胞间的致密程度减弱,形态结构紊乱。【结论】中华蜜蜂AcMucin5AC-1是位于幼虫的中肠和围食膜的粘蛋白,AcMucin 5 AC-1的下调影响中华蜜蜂幼虫中肠的形态,暗示该基因在幼虫中肠发育过程中可能发挥重要作用。 展开更多
关键词 中华蜜蜂 Mucin5AC 原核表达 RNAI 组织定位
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