昆虫保幼激素的生殖调控机制研究进展 被引量：6

1

作者 王亮亮 罗雨涵 +2 位作者 李阳 罗威 刘素宁 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1483-1491,共9页

保幼激素(Juvenile hormone, JH)是昆虫特有的一类倍半萜烯类激素。JH在幼/若虫中主要通过拮抗蜕皮激素20E信号影响变态发育,从而维持昆虫幼虫性状。JH在成虫中作为促性腺激素,通过调控雌雄一系列生理和行为促进生殖。JH信号调控雌性生... 保幼激素(Juvenile hormone, JH)是昆虫特有的一类倍半萜烯类激素。JH在幼/若虫中主要通过拮抗蜕皮激素20E信号影响变态发育,从而维持昆虫幼虫性状。JH在成虫中作为促性腺激素,通过调控雌雄一系列生理和行为促进生殖。JH信号调控雌性生殖主要包括促进卵巢卵子发生、卵黄发生、排卵、滞育、雌性性信息素合成、肠道和卵巢等器官的大小适应性调整等。JH信号促进雄性生殖,主要包括促进附性腺精液蛋白的合成、羽化后调节雄性性行为,进而促进生殖。本文从雌雄性昆虫角度分别阐述JH信号调控生殖的机制,以期为深入探明JH调控昆虫生殖的作用机制提供参考。 展开更多

关键词 保幼激素 信号传导 生殖调控 排卵

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CRISPR系统用于昆虫基因表达调控的研究进展与展望 被引量：1

2

作者 刘素宁 李胜 任充华 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1481-1487,共7页

昆虫基因功能研究因缺少相应的工具而受到明显限制,但CRISPR/Cas9系统的出现为昆虫基因编辑及转录调控研究提供巨大助力。将Cas9核酸酶的RuvC和HNH剪切结构域失活改造得到的dCas9系统近年来在基因转录调控方面得到了广泛应用,同时CRISPR... 昆虫基因功能研究因缺少相应的工具而受到明显限制,但CRISPR/Cas9系统的出现为昆虫基因编辑及转录调控研究提供巨大助力。将Cas9核酸酶的RuvC和HNH剪切结构域失活改造得到的dCas9系统近年来在基因转录调控方面得到了广泛应用,同时CRISPR/dCpf1和最新发现的CRISPR/Cas13(a/b)系统为基因功能研究提供更多选择。本文综述了dCas9, dCpf1及Cas13(a/b)系统作用机理及在果蝇中的转录调控研究进展,以期为相关昆虫研究提供参考。 展开更多

关键词 CRISPR 导向RNA dCas9 dCpf1 Cas13(a/b) 转录调控

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转录因子ZnF-706在鳞翅目昆虫中的进化格局及在家蚕中的功能 被引量：3

3

作者 崔勇 朱亚楠 +4 位作者 黄悦莹 谭丽庄 冯启理 王文 相辉 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期9-20,共12页

【目的】探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能。【方法】首先分析了家蚕ZnF-... 【目的】探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能。【方法】首先分析了家蚕ZnF-706序列特征,并利用已发表芯片数据调研该基因在家蚕幼虫组织中的表达格局;利用Phylogenetic Analysis byMaximum Likelihood (PAML)分支检验方法,分析该基因在鳞翅目不同类群中的分子进化格局。基于已发表的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对ZnF-706进行基因区域人工选择信号分析;对ZnF-706基因上游2 kb的调控区域进行单核苷酸多态性位点频率检测,发掘在家蚕群体中固定下来的突变位点;针对突变位点所在区域进行转录因子结合活性预测。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ZnF-706基因,获得纯和突变体;以野生型家蚕为对照,检测突变体的茧重及蛹重变化。【结果】家蚕ZnF-706的编码蛋白具有典型的锌指蛋白结构域。ZnF-706在家蚕5龄第3天幼虫各组织中广泛表达,尤其表皮、脂肪体和生殖腺中有很高的表达量;该基因在鳞翅目、蚕蛾总科(Bombycoidea)及天蚕Antherea yamamai 3个分支中均呈现快速进化信号,在家蚕中有强烈的人工选择信号。该基因所在基因组区域的家蚕-野桑蚕种群分歧度参数Fst明显升高,家蚕群体中的群体多样性π明显降低,表明它位于一个选择扫荡区域内;该基因在家蚕-野桑蚕中的9个SNP位点存在于上游调控区,并位于转录因子结合活性区域内。该基因的纯合家蚕突变体ΔZn F-706生存力减弱,并且茧重以及蛹重与野生型家蚕相比都显著降低。但与黑腹果蝇Drosophila melanogaster中不同的是,家蚕中该基因的突变并不致死。【结论】ZnF-706可能在鳞翅目尤其是泌丝昆虫中进化,并在家蚕驯化过程中受到选择压力,提示其对于特征性状茧丝的变异可能发挥作用。该基因可能通过对丝蛋白基因的直接调控,或通过影响家蚕的生长发育而间接地影响茧丝性状。本研究不仅为探究家养动物人工选择机制提供了来自昆虫类材料的独有证据,也为后续深入开展家蚕重要经济性状的转录调控研究提供线索。 展开更多

关键词 鳞翅目 家蚕 泌丝昆虫 驯化基因 转录因子 CRISPR/Cas9

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保幼激素调控昆虫行为的研究进展

4

作者 高湘滨 叶浩生 +2 位作者 王晗玥 刘素宁 罗威 《环境昆虫学报》 2025年第4期1030-1037,共8页

保幼激素(Juvenile hormone,JH)是昆虫体内一类重要的倍半萜类激素,可通过胞内受体(Met/Gce)与膜受体双信号通路,调控昆虫的生长发育、生殖行为、社会行为及环境适应性。在雌性昆虫中,JH诱导卵巢细胞外基质基因表达来促进排卵行为;调控... 保幼激素(Juvenile hormone,JH)是昆虫体内一类重要的倍半萜类激素,可通过胞内受体(Met/Gce)与膜受体双信号通路,调控昆虫的生长发育、生殖行为、社会行为及环境适应性。在雌性昆虫中,JH诱导卵巢细胞外基质基因表达来促进排卵行为;调控性信息素合成增强交配吸引力,而交配后性肽通过提升JH滴度抑制再交配行为;同时通过与胰岛素信号互作平衡繁殖与能量代谢,影响寿命。雄性行为研究揭示JH调节求偶神经回路(如果蝇FruM神经元)发育而促进性成熟。在社会性昆虫中,JH调控品级分化和生殖分工,维持群体的稳定。然而,JH膜信号的分子机制、组织特异性及与胞内受体的时空调控网络仍属空白;其在雌性性信息素快速合成和雄性求偶神经回路中的行为开关机制亦未厘清。未来可整合单细胞多组学、活体钙成像与AI-行为耦合模型,以揭示JH双通路如何协同编码行为决策,为精准行为干预提供精准目标。本文综述了近年来关于JH信号通路在昆虫行为调控中的作用及其分子机制的研究进展。深入理解JH如何协调昆虫行为,不仅有助于解析昆虫生态适应规律,也为害虫防治和益虫利用提供了理论支持。 展开更多

关键词 保幼激素 昆虫行为 生殖调控 社会性行为

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Ras信号通路通过激活转录因子Myc促进核内复制细胞生长 被引量：2

5

作者 张祥乐 马俐 +2 位作者 马倩 李胜 刘素宁 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期885-894,共10页

【目的】果蝇Ras信号通路在细胞增殖与生长过程中发挥着重要的作用。Myc基因是bHLH转录因子家族基因,可调控细胞生长、竞争和再生增殖等生理过程。本研究旨在明确Ras信号通路与Myc的关系,探索Ras信号调控核内复制细胞生长的作用机制。... 【目的】果蝇Ras信号通路在细胞增殖与生长过程中发挥着重要的作用。Myc基因是bHLH转录因子家族基因,可调控细胞生长、竞争和再生增殖等生理过程。本研究旨在明确Ras信号通路与Myc的关系,探索Ras信号调控核内复制细胞生长的作用机制。【方法】生物信息学分析转基因家蚕Bombyx mori后部丝腺Myc基因的转录水平,并通过qPCR验证;在黑腹果蝇Drosophila melanogaster Kc细胞中,分别转染pAc5.1-HisB-Ras^(V12)-V5或pAc5.1-HisB-Raf-Flag过表达Ras^(V12)或Raf后,通过qPCR和Western blot技术分别检测Myc基因在mRNA和蛋白水平的相对表达量;在黑腹果蝇幼虫脂肪体和唾液腺中,结合黑腹果蝇遗传工具和分子生物学手段,验证Ras信号通路对Myc基因的调控作用。【结果】家蚕后部丝腺过表达Ras1^(CA)上调Myc转录水平。激活Ras信号使得黑腹果蝇Kc细胞内Myc在转录水平和蛋白水平上的表达量上调;黑腹果蝇幼虫唾液腺和脂肪体中,游走期Myc基因的表达量高于取食期;过表达Myc或激活Ras信号可以促进细胞核内周期进程;激活Ras信号促进Myc表达。【结论】Ras信号通路激活Myc表达,促进细胞核内周期进程,促进器官发育。 展开更多

关键词 黑腹果蝇 家蚕 唾液腺 脂肪体 Ras信号通路 MYC 核内周期

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利用CRISPR/Cas9双元转基因体系探究家蚕配子生成素结合蛋白基因Bmggnbp2的功能 被引量：1

6

作者 刘洪锷 汪丽枝 +4 位作者 刘祖莲 衣玫妍 冯启理 黄勇平 相辉 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期309-317,共9页

【目的】配子生成素结合蛋白2(gametogenetin binding protein 2,ggnbp2)在哺乳动物配子发生等生殖相关过程中发挥重要作用。本研究以家蚕Bombyx mori为模型,探究驯化基因ggnbp2的生物学功能,为鳞翅目昆虫中该基因的深入研究提供线索。... 【目的】配子生成素结合蛋白2(gametogenetin binding protein 2,ggnbp2)在哺乳动物配子发生等生殖相关过程中发挥重要作用。本研究以家蚕Bombyx mori为模型,探究驯化基因ggnbp2的生物学功能,为鳞翅目昆虫中该基因的深入研究提供线索。【方法】在NCBI GenBank数据库通过序列比对检索到翅目昆虫ggnbp2基因的序列;通过贝叶斯法构建系统发育树进行ggnbp2基因的系统发育分析。根据我们前期研究建立的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对家蚕中Bmggnbp2进行选择信号分析;利用已发表的基因芯片数据分析Bmggnbp2在家蚕5龄第3天幼虫中的组织表达特征。利用CRISPR/Cas9双元转基因体系构建Bmggnbp2敲除突变体,测定分析突变体与对照品系Nos-Cas9在繁殖性状(单雌产卵量和卵孵化率)以及与对照品系U6-Bmggnbp2 sgRNA和Nos-Cas9经济性状(全茧重、蛹重和茧壳重)的差异。【结果】ggnbp2在鳞翅目昆虫中广泛存在,且高度保守,并且在家蚕中具有强烈的人工选择信号。Bmggnbp2在家蚕5龄第3天幼虫的脑、卵巢、精巢和丝腺中均高度表达。利用CRISPR/Cas9双元转基因体系成功获取家蚕Bmggnbp2基因的嵌合体敲除突变体△Bmggnbp 2。与对照Nos-Cas9精巢的典型肾形不同,突变体△Bmggnbp 2的精巢呈椭圆形,并且表面出现一层较厚的黄色覆盖物,但突变体△Bmggnbp 2单雌产卵量和卵孵化率与对照品系Nos-Cas9以及全茧重、蛹重和茧壳重与对照U6-Bmggnbp2 sgRNA和Nos-Cas9均没有显著差异。【结论】GGNBP2在鳞翅目昆虫中对繁殖的影响可能并没有在哺乳动物中那么至关重要,其具体的作用机制仍需要进一步探讨。 展开更多

关键词 鳞翅目 家蚕 配子生成素结合蛋白2 转基因CRISPR 精巢 卵孵化率

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草地贪夜蛾寄主适应性、种群动态特征及防控新思路展望 被引量：15

7

作者 魏向敏 崔勇 +2 位作者 叶国浚 朱克森 相辉 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期42-51,共10页

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种原产于美洲热带和亚热带地区的重要入侵害虫,自2019年1月份入侵中国以来,迅速席卷国内多个省市,对我国的粮食生产系统造成巨大的压力。广东省丰富的作物资源和适宜的气候条件等,使其可能成为草地... 草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种原产于美洲热带和亚热带地区的重要入侵害虫,自2019年1月份入侵中国以来,迅速席卷国内多个省市,对我国的粮食生产系统造成巨大的压力。广东省丰富的作物资源和适宜的气候条件等,使其可能成为草地贪夜蛾入侵后种群恢复繁衍的大后方。因此,广东省草地贪夜蛾防控更为艰巨。草地贪夜蛾入侵我省乃至我国,将出现新的特征,使得草地贪夜蛾的防控局势变得复杂。本综述系统调研了草地贪夜蛾国内外的研究现状,包括在原产地及我国的寄主适应性、种群动态和防控措施等方面,并在现今组学及新技术高度发展的新形势下,对草地贪夜蛾入侵机制研究方法提出了一些展望,以期对草地贪夜蛾的有效防控提供参考依据。 展开更多

关键词 草地贪夜蛾 寄主适应性 防控 种群动态

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草地贪夜蛾与斜纹夜蛾嗅觉味觉相关基因的比较分析 被引量：8

8

作者 黄钧鸿 张铭淇 +2 位作者 冯启理 崔勇 相辉 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期937-946,共10页

草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda,近期侵入中国并迅速扩张。与其近缘物种斜纹夜蛾Spodoptera litura 不同,草地贪夜蛾主要偏好玉米、水稻、小麦等禾本科农作物,暴食危害重。此外两种害虫在交配、产卵频率等繁殖特征上也存在差异。这... 草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda,近期侵入中国并迅速扩张。与其近缘物种斜纹夜蛾Spodoptera litura 不同,草地贪夜蛾主要偏好玉米、水稻、小麦等禾本科农作物,暴食危害重。此外两种害虫在交配、产卵频率等繁殖特征上也存在差异。这些差异可能与嗅觉、味觉相关蛋白的分歧密切相关。本研究对两种夜蛾科害虫的嗅觉、味觉相关基因进行了系统的鉴定及系统发育分析,并对部分嗅觉结合蛋白进行了选择信号与氨基酸差异位点分析。分别在草地贪夜蛾中鉴定到261个嗅觉相关基因,数目明显大于斜纹夜蛾(179个);鉴定到233个味觉相关基因,数目略大于斜纹夜蛾(217个)。嗅觉相关基因中气味结合蛋白(OBP)基因数目差异最为明显。系统发育分析显示该基因存在夜蛾科特异的分支,且该分支中草地贪夜蛾中基因数目远高于斜纹夜蛾;发现位于I类触角结合蛋白(ABPI)分支的一类OBP成员在草地贪夜蛾中拷贝数增加,其中两个基因拷贝受到正选择,且在草地贪夜蛾中特有的氨基酸替换还可能影响蛋白质功能。本研究为草地贪夜蛾食性特征的遗传机制解析提供线索,为草地贪夜蛾的生物防治提供参考依据和基因素材。 展开更多

关键词 草地贪夜蛾 斜纹夜蛾 嗅觉相关蛋白 气味分子结合蛋白 味觉受体 正选择

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斜纹夜蛾精巢的发育和精子的发生 被引量：5

9

作者 文靓 陈丰 +4 位作者 陈亚青 周来娣 刘玉成 冯启理 刘琳 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第4期47-56,共10页

采用解剖观察、石蜡组织切片及苏木精-曙红染色方法,利用显微镜照相获取图像,研究了斜纹夜蛾幼虫到成虫精巢的发育及精子的发生.研究结果表明:2个精巢在预蛹期开始融合,并在蛹期融合成1个;在成虫期,随着精子的排出,精巢体积逐渐减小;斜... 采用解剖观察、石蜡组织切片及苏木精-曙红染色方法,利用显微镜照相获取图像,研究了斜纹夜蛾幼虫到成虫精巢的发育及精子的发生.研究结果表明:2个精巢在预蛹期开始融合,并在蛹期融合成1个;在成虫期,随着精子的排出,精巢体积逐渐减小;斜纹夜蛾雄性生殖细胞发育为有核精子和无核精子,2种精子的发生都经过精原细胞囊期、精母细胞囊期和精细胞囊期;精子的形成主要区别在于有核精子的细胞核有一个变形过程,而无核精子形成过程中不经过细胞核变形,且后期将细胞核丢弃.综上所述,有核精子的主要发育时期为6龄到蛹期,而无核精子的主要发育在蛹期.本研究结果可为进一步研究和控制精子形成以及利用生殖机理防治斜纹夜蛾打下基础. 展开更多

关键词 斜纹夜蛾 有核精子 无核精子 精子发生 精子形成

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miR-305-3p和miR-71-5p通过调控谷胱甘肽代谢途径参与斜纹夜蛾应对植物次生物质 被引量：4

10

作者 岑永杰 邹晓鹏 郑思春 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期33-41,共9页

昆虫和植物在长期进化过程中形成相互作用的关系。其中植物次生物质是植物防御昆虫的主要机制,而昆虫则以解毒酶来应对。为了发现可用于害虫防治的miRNA,通过对农业害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura进食芥菜Brassica juncea后中肠的测序分... 昆虫和植物在长期进化过程中形成相互作用的关系。其中植物次生物质是植物防御昆虫的主要机制,而昆虫则以解毒酶来应对。为了发现可用于害虫防治的miRNA,通过对农业害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura进食芥菜Brassica juncea后中肠的测序分析,获得了一系列差异表达的miRNA。通过生物信息学分析,发现斜纹夜蛾miR-305-3p靶向了谷胱甘肽代谢中的谷氨酸半胱氨酸连接酶的催化亚基(Slgclc),这是一个谷胱甘肽从头合成的限速酶;而miR-71-5p靶向调控gclc和解毒酶表达的转录因子SlNrf2。用芥菜的次生物质吲哚-3-甲醇处理斜纹夜蛾Spli-221细胞株后,实时荧光定量PCR证明Slgclc和SlNrf2表达上调,miR-305-3p和miR-71-5p表达下调。分别在斜纹夜蛾Spli-221细胞中超表达miR-305-3p及miR-71-5p mimics,Slgclc或SlNrf2转录水平下调,并且miR-71-5p mimic处理抑制了SlNrf2下游基因Slgclc和解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)的表达。结果表明:miR-305-3p和miR-71-5p响应植物次生物质而分别促进Slgclc和SlNrf2表达。然而双荧光素酶实验显示miR-305-3p并不与Slgclc直接结合,miR-71-5p也不与SlNrf2直接结合,推测miR-305-3p和miR-71-5p可能间接调控Slgclc和SlNrf2的表达。研究结果表明,斜纹夜蛾miR-305-3p和miR-71-5p通过调控解毒酶GSTs表达及其底物谷胱甘肽的生成,而参与昆虫抵抗植物次生物质。 展开更多

关键词 斜纹夜蛾 miR-305-3p miR-71-5p Γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 SlNrf2 植物次生物质

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草地贪夜蛾与斜纹夜蛾解毒相关基因的比较分析 被引量：3

11

作者 朱克森 黄钧鸿 +1 位作者 冯启理 相辉 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期318-328,共11页

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda近期在中国为害猖獗,由于繁殖速度快,迁飞能力强,在本土呈现爆发趋势,严重为害了我国农作物。与本地近缘物种斜纹夜蛾Spodoptera litura相比,草地贪夜蛾更偏好玉米、水稻、小麦等禾本科农作物,且对多种... 草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda近期在中国为害猖獗,由于繁殖速度快,迁飞能力强,在本土呈现爆发趋势,严重为害了我国农作物。与本地近缘物种斜纹夜蛾Spodoptera litura相比,草地贪夜蛾更偏好玉米、水稻、小麦等禾本科农作物,且对多种化学杀虫剂及转基因Bt玉米产生抗性。寄主适应性以及杀虫剂抗性与解毒代谢相关蛋白密切相关。因此,本研究对这两种夜蛾科害虫的解毒代谢相关蛋白——细胞色素P450、谷胱甘肽转移酶(GST)及ABC转运蛋白进行了全基因组水平系统的搜集和数目比较,构建系统发育树并对P450和GST部分基因扩张分支进行氨基酸差异位点分析。结果显示,在草地贪夜蛾中共鉴定出213个P450基因、58个GST基因、102个ABC基因,其中P450基因与GST基因数目远远多于斜纹夜蛾(116,37),而ABC基因数目与斜纹夜蛾(99)接近。系统发育树分析表明,草地贪夜蛾P450在CYP6、CYP9以及CYP4功能簇,GST在部分进化分支上都发生了显著基因扩张,发生显著扩张的基因中有数个氨基酸突变,其中一些突变被预测可能影响蛋白质功能。但出乎意料的是,ABC亚家族B和E在斜纹夜蛾聚集成簇并发生了显著的基因扩张现象。以上结果暗示入侵种草地贪夜蛾和本地近缘物种斜纹夜蛾在抗性方面可能发展出各自独特的应对机制。本研究为解析草地贪夜蛾解毒抗性特征机制提供基因数据,为草地贪夜蛾的生物防治及抗性研究提供参考依据。 展开更多

关键词 草地贪夜蛾 斜纹夜蛾 解毒相关基因 基因家族扩张 氨基酸突变

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Sli-miR-34-5p响应植物次生物质正调控斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶基因SlGSTe1的表达 被引量：2

12

作者 马康 邹晓鹏 +1 位作者 岑永杰 郑思春 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-8,共8页

【目的】昆虫解毒酶系统是昆虫适应植物次生物质的主要机制,研究调控解毒酶基因表达的mi RNA将发现可用于害虫防治的靶标分子。本研究旨在探究Sli-miR-34-5p对斜纹夜蛾Spodopteralitura中应对植物次生物质的解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GST... 【目的】昆虫解毒酶系统是昆虫适应植物次生物质的主要机制,研究调控解毒酶基因表达的mi RNA将发现可用于害虫防治的靶标分子。本研究旨在探究Sli-miR-34-5p对斜纹夜蛾Spodopteralitura中应对植物次生物质的解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因的调控作用。【方法】通过实时荧光定量PCR检测Sli-miR-34-5p在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫进食芥菜Brassica juncea后中肠中的表达;在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫体内及细胞株中超表达Sli-miR-34-5p模拟体类似物(mimics)或抑制剂(inhibitors),采用实时荧光定量PCR和Western blot分析Sli-miR-34-5p已知或推测的靶基因的表达变化;利用双荧光素酶报告系统验证Sli-miR-34-5p对靶标基因的表达调控作用;采用生物信息学方法预测Sli-miR-34-5p可能的靶基因,以了解其可能的作用机理。【结果】结果表明,Sli-mi R-34-5p在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫进食芥菜24和48 h时的中肠中表达显著上调。在斜纹夜蛾5龄第1天幼虫血淋巴中超表达Sli-miR-34-5p mimic,进食芥菜的斜纹夜蛾中SlGSTe1转录上调;反之,超表达Sli-miR-34-5p inhibitor,SlGSTE1蛋白水平显著下调。在斜纹夜蛾Spli-221细胞株中添加芥菜次生物质吲哚-3-甲醇(I3C),Sli-miR-34-5p和SlGSTe1的表达量均呈现上调的趋势;此外,在细胞中转染Sli-miR-34-5p mimic,SlGSTe1的表达水平明显上调。然而,生物信息学预测和双荧光素酶报告系统检测结果显示,Sli-miR-34-5p并不直接作用于靶基因Sl GSTe1。【结论】研究结果提示Sli-miR-34-5p通过促进斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶基因Sl GSTe1的表达而参与斜纹夜蛾应对植物次生物质的胁迫。 展开更多

关键词 斜纹夜蛾 MIRNA Sli-miR-34-5p 解毒酶 表达调控 植物次生物质

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基于细菌体系生产双链RNA的条件优化 被引量：3

13

作者 计慧君 林羿光 +1 位作者 付彤煜 郑思春 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期703-710,共8页

化学杀虫剂是农业害虫防治的主要手段,然而农业害虫已对化学杀虫剂产生了抗药性。RNA农药的应用将是减少使用化学杀虫剂的一种途径。RNA农药具有专一、高效、易降解和对环境友好等优点而受到了关注,但在靶标分子、靶标分子的双链RNA(dsR... 化学杀虫剂是农业害虫防治的主要手段,然而农业害虫已对化学杀虫剂产生了抗药性。RNA农药的应用将是减少使用化学杀虫剂的一种途径。RNA农药具有专一、高效、易降解和对环境友好等优点而受到了关注,但在靶标分子、靶标分子的双链RNA(dsRNA)生产工艺和应用制剂等方面仍需进一步研究。本研究以褐飞虱Nilaparvata lugens蛋白激酶B基因的dsRNA(dsNlAKT)为例,对利用细菌体系生产dsRNA的方法进行了探究。将NlAKT构建进L4440载体后,将其转化到缺乏核酸酶(RNaseⅢ)的大肠杆菌Escherichia coli HT115(DE3)中,进行了dsRNA生产条件的测试。结果表明:(1)当异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)工作浓度为0.1 mM或0.5 mM时dsRNA的产量没有明显变化,而当其工作浓度增加至1 mM时dsRNA产量明显减少;(2)在IPTG诱导时间为2~8 h范围内,添加IPTG后诱导6 h获得的dsRNA产量最多;(3)在实验室常规提取RNA方法中,增加低剂量溶菌酶预处理这一步骤可增加提取产物中dsRNA的含量。试验结果证明了采用工作浓度为0.1 mM的IPTG诱导6 h的生产条件,并在提取过程中增加溶菌酶的预处理步骤有助于获得较高的dsRNA含量。研究结果为RNA农药的生产条件提供了实验依据。 展开更多

关键词 双链RNA RNA农药生产 细菌体系 RNA提取

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novel-m0287-3p调控斜纹夜蛾中肠蜕皮激素受体的表达 被引量：2

14

作者 钟其恩 岑永杰 +2 位作者 马康 彭亚楠 郑思春 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期988-996,共9页

microRNA(miRNA)是一类长度约为23个核苷酸的非编码内源性小分子RNA,参与真核生物基因表达的调控,从而在生物发育和应对环境中起着重要的作用。为了探讨novel miRNA在害虫发育中的作用,本研究对斜纹夜蛾Spodoptera litura miRNA数据库... microRNA(miRNA)是一类长度约为23个核苷酸的非编码内源性小分子RNA,参与真核生物基因表达的调控,从而在生物发育和应对环境中起着重要的作用。为了探讨novel miRNA在害虫发育中的作用,本研究对斜纹夜蛾Spodoptera litura miRNA数据库中表达量较高的novel-m0287-3p进行了研究。通过生物信息学分析,确定了novel-m0287-3p是一个新的miRNA,并预测其可能靶向蜕皮激素受体EcRb1,表明novel-m0287-3p可能参与斜纹夜蛾发育的调控。双荧光素酶实验表明,novel-m0287-3p分别结合于EcRb13′非编码区的2个位点上。实时荧光PCR结果显示novel-m0287-3p和EcRb1均在斜纹夜蛾的中肠中表达。为了进一步揭示novel-m0287-3p对EcRb1表达的调控以及对幼虫发育的影响,本研究进行了体内实验。将novel-m0287-3p的模拟体类似物注射入斜纹夜蛾幼虫,结果显示斜纹夜蛾体内EcRb1的mRNA水平发生了下调,证明novel-m0287-3p能够抑制幼虫EcRb1的表达。向4龄第1天的斜纹夜蛾幼虫注射novel-m0287-3p后,幼虫的生长受到抑制;而注射斜纹夜蛾6龄幼虫则导致其化蛹滞后。研究结果表明,novel-m0287-3p可通过调控蜕皮激素受体EcRb1的表达,从而影响斜纹夜蛾的生长发育。 展开更多

关键词 斜纹夜蛾 novel-m0287-3p 生长发育 蜕皮激素受体

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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 被引量：1

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作者 黄琼 彭玉玲 +1 位作者 冯启理 牛康康 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1582-1591,共10页

【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 ... 【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BmeIF4H和BmADDH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BmeIF4H和BmADDH与BmEDF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。 展开更多

关键词 家蚕 胚胎发育 DNA高级结构 G-四链体 结合蛋白

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家蚕G4结合蛋白BmLARK的重组表达和结晶

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作者 叶若琦 牛康康 +4 位作者 韩书婧 汪颖 李琼 周丛照 冯启理 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期211-221,共11页

细胞内DNA通常以B型右手双螺旋结构的形式存在。但当一段DNA富含连续出现的鸟嘌呤(G)时,这段DNA序列有可能折叠为四链体(G-quadruplex,G4)结构。G4结构广泛分布于生物的基因组中,参与基因的转录调控、DNA复制、端粒保护和蛋白质翻译等... 细胞内DNA通常以B型右手双螺旋结构的形式存在。但当一段DNA富含连续出现的鸟嘌呤(G)时,这段DNA序列有可能折叠为四链体(G-quadruplex,G4)结构。G4结构广泛分布于生物的基因组中,参与基因的转录调控、DNA复制、端粒保护和蛋白质翻译等重要的生物学过程。我们前期在家蚕转录因子BmPOUM2基因的启动子区鉴定到一个G4结构,并筛选到一个与该结构特异结合的蛋白BmLARK。在本研究中,为了分析BmLARK与G4结构结合的分子机制,我们首先对编码BmLARK全长及其多个截短的DNA序列进行了分子克隆,利用原核表达系统对BmLARK和截短蛋白进行了重组表达和纯化,获得的重组蛋白在体外可与BmPOUM2-G4结构结合;然后运用悬滴蒸汽扩散法对该蛋白质-DNA结合复合物进行结晶,初步获得了晶体。试验结果为进一步探索获得和解析BmLARK-G4复合物的晶体结构提供了线索。 展开更多

关键词 家蚕 G-四链体 转录因子 BmLARK 晶体

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蛋白质组学揭示美洲大蠊卵鞘在胚胎发育中的重要功能 被引量：1

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作者 王帅 朱克森 都二霞 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期134-145,共12页

作为世界性的卫生害虫,美洲大蠊Periplaneta americana对环境有惊人的适应性和极强的繁殖力,其强大的繁殖能力以及卵鞘对胚胎发育的有效保护,是其防治困难的内在原因。本研究以美洲大蠊卵鞘为研究对象,利用Label-free定量技术提取前期... 作为世界性的卫生害虫,美洲大蠊Periplaneta americana对环境有惊人的适应性和极强的繁殖力,其强大的繁殖能力以及卵鞘对胚胎发育的有效保护,是其防治困难的内在原因。本研究以美洲大蠊卵鞘为研究对象,利用Label-free定量技术提取前期和中期的美洲大蠊卵鞘蛋白,检验合格后的蛋白溶液通过酶解,液质联用检测技术后,利用MaxQuant软件对下机数据进行蛋白质鉴定和label-free定量分析,对差异蛋白进行GO功能注释和KEGG代谢通路富集分析,并讨论不同发育时期美洲大蠊蛋白质组的表达差异。结果显示,在美洲大蠊前期和中期卵鞘中共鉴定出754个蛋白,其中总差异蛋白220个,157个存在显著性差异,与新鲜卵鞘相比,中期卵鞘中表达量上调的蛋白102个,下调的55个。这些差异蛋白主要富集在生物代谢通路、蛋白质合成、胞吐、黏蛋白类、蛋白合成与降解、免疫等过程,它们与卵鞘的形成,胚胎发育时期的保水、免疫等功能密切相关。本研究为进一步研究美洲大蠊卵鞘功能奠定了基础,为美洲大蠊的生物防治提供科学依据。 展开更多

关键词 美洲大蠊 卵鞘 蛋白组 LABEL-FREE 富集分析

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德国小蠊通过自体切除来优化断足再生

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作者 赵方明 龙心怡 +3 位作者 温叶杰 任充华 李胜 彭红元 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期439-449,共11页

【目的】本研究旨在明确自体切除这一现象在德国小蠊Blattella germanica发生的位点,探究自体切除与德国小蠊足再生的关系,为昆虫再生的研究提供理论依据。【方法】选取3-6龄的健康德国小蠊若虫,于右后足的跗节近体端第1节、跗节近体端... 【目的】本研究旨在明确自体切除这一现象在德国小蠊Blattella germanica发生的位点,探究自体切除与德国小蠊足再生的关系,为昆虫再生的研究提供理论依据。【方法】选取3-6龄的健康德国小蠊若虫,于右后足的跗节近体端第1节、跗节近体端第2节、跗节与胫节交接处、胫节远体端的1/3,1/2和2/3处、胫节与腿节交接处、腿节1/2处、腿节与转节交接处、转节与基节交接处以及基节基部共11处分别进行断足处理,每日定时对处理的德国小蠊若虫进行观察,记录是否出现自体切除现象、自体切除发生的时间、部位以及蜕皮后是否再生等。以未断足的左后足长度为对照,分析比较德国小蠊自体切除与未自体切除再生足的差异,分析自体切除与断足再生的关系。【结果】在德国小蠊若虫11处断足部位中均观察到2个自体切除位点,于胫节不同部位、胫节与腿节交接处和1/2腿节处截断的处理自体切除发生在转节末端;于跗节近体端第1和2节处截断的处理自体切除发生在胫节末端;而其他部位断足处理则未曾出现自体切除现象;自体切除位点与断足部位有关,但不受若虫龄期的影响。自体切除发生位点相同的不同断足部位中,同一龄期内,断足程度与自体切除发生概率呈正相关;当断足部位相同时,龄期大小与自体切除发生概率呈负相关。自体切除不影响再生与否,但会改变再生的位置。若在转节末端或胫节末端发生自体切除,在基节和转节内再生出完整的新足,或在胫节末端再生跗节;若不发生自体切除,于断足的部位发生再生。同时,二者再生后的足相对于正常足,发生自体切除的个体其再生足在长度上显著长于未发生自体切除的个体,该现象于胫节与腿节交接处以及胫节远体端2/3断足时最为明显,经过自体切除再生的足比例更加协调且感受器长度更长。【结论】德国小蠊通过自体切除优化断足的再生,存在两个自体切除位点,分别在转节末端和胫节末端,且在这两个自体切除位点处再生能力较强。德国小蠊在断足时会在自体切除和保留肢体之间面临着权衡:当肢体自体切除能够优化再生足的长度和感受器完整性时,虫体偏向选择发生自体切除;自体切除不能优化再生时,德国小蠊偏向选择不发生自体切除。 展开更多

关键词 德国小蠊 断足 自体切除 再生 优化

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家蚕基因组中G四链体特征序列分布及关联基因的功能分析

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作者 吴凤 相辉 冯启理 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期32-41,共10页

G-四链体（G-quadruplex,G4）是一种不同于双螺旋的特殊结构,由富含鸟嘌呤的DNA链在阳离子的参与下形成的四链DNA螺旋高级结构,在哺乳动物中被证明是具有重要生物学功能的表观遗传学元件。以鳞翅目模式昆虫家蚕（Bombyx mori）为对象,利... G-四链体（G-quadruplex,G4）是一种不同于双螺旋的特殊结构,由富含鸟嘌呤的DNA链在阳离子的参与下形成的四链DNA螺旋高级结构,在哺乳动物中被证明是具有重要生物学功能的表观遗传学元件。以鳞翅目模式昆虫家蚕（Bombyx mori）为对象,利用Quadparser程序,在家蚕全基因组范围预测G4结构,对其分布特征以及对其潜在调控基因的表达特性和功能的影响进行初步分析。在家蚕全基因组共预测到6 278个G4结构,其中有63.5%位于转座子区,35.3%分布在编码基因区。在基因的5＇端侧翼序列转录起始位点和3＇端转录终止位点附近都有相对明显的G4结构富集,暗示G4结构可能对于基因表达具有一定的调控作用。相对于基因组背景,上游含有G4结构的基因其编码区长度偏短,下游含有G4结构的基因其编码区则显著加长。上游含有G4结构的基因主要富集于核酸结合活性尤其是转录因子活性分子功能上,主要参与核酸代谢相关的调控过程,G4结构主要位于编码链;下游含G4结构的基因则主要富集于激酶和转移酶活性以及受体活性分子功能上,主要参与蛋白质加工及信号转导过程,G4结构主要位于模板链。上述结果提示G4结构位于基因上、下游所调控的靶基因有所分歧,作用机制可能也有所差异。结合家蚕基因组芯片数据分析发现,含有G4结构的基因没有明显的组织表达特异性,提示该类基因在广泛的生物学过程中均发挥作用。以上结果为后续深入研究该类表观遗传学结构在家蚕中的生物学功能提供了重要线索和参考依据。 展开更多

关键词 家蚕基因组 G-四链体 核酸代谢调控 信号转导

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