摘要: 【目的】探究细胞色素P450基因AsCYP6Z2是否与中华按蚊Anopheles sinensis抗拟除虫菊酯有关。【方法】克隆中华按蚊AsCYP6Z2基因的编码区。采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR, qPCR)检测该基因在中华按蚊溴氰菊酯敏感品系(WX-LS)和抗性品系(YN-LR)雌蚊不同发育阶段的表达和在敏感品系雌蛹不同组织中的表达。雌蛹腹部后端分别在25 mg/mL溴氰菊酯溶液和纯丙酮溶液(对照)中体外培养后,采用qPCR检测AsCYP6Z2在溴氰菊酯处理组和丙酮对照组中的表达差异。于化蛹后10 h分别注射dsAsCYP6Z2(RNAi组)和dsEGFP(对照组),采用qPCR检测AsCYP6Z2在RNAi组和对照组中的表达差异;采用生物测定方法测定RNAi组和对照组中雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h内的击倒率及雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h并恢复24 h时的死亡率。通过分子对接预测该基因与溴氰菊酯相互作用的氨基酸残基。【结果】克隆获得了AsCYP6Z2基因(GenBank登录号:MT840336)的编码区,其开放阅读框(ORF)长1 251 bp,编码416个氨基酸,无信号肽和跨膜结构域。发育表达谱表明,AsCYP6Z2基因主要在化蛹30 h至成蚊3 h期间高表达,且抗性品系的基因表达量明显高于敏感品系的;组织表达谱显示该基因在腹部后端的表达量较高,其次是在腹部前端和胸部,在头部的表达量最低。雌蛹腹部后端在25 mg/mL溴氰菊酯溶液中培养12 h和24 h后,处理组中AsCYP6Z2的表达量相比于对照组(纯丙酮培养组)分别上调4倍和13倍。RNAi干扰AsCYP6Z2后,RNAi组中AsCYP6Z2基因的表达量相较于对照组(dsEGFP注射组)下调了约80%。雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h后,RNAi组中的个体比对照组中的约提前20 min出现明显的击倒现象,且击倒率明显高于对照组;雌成蚊接触0.05%溴氰菊酯药膜1 h并恢复24 h后,RNAi组中的个体死亡率相比对照组增加了17%,表明沉默AsCYP6Z2基因导致蚊虫对溴氰菊酯的敏感度显著增加。溴氰菊酯与AsCYP6Z2预测蛋白的分子对接研究结果显示,溴氰菊酯可以进入AsCYP6Z2蛋白的结合口袋,并且与Cys-155形成Pi-硫相互作用以及产生较稳定的氢键,侧链也可与AsCYP6Z2的Ala-165, Val-72, Leu-76, Leu-82和Ala-24等氨基酸残基形成稳定的疏水相互作用网络。【结论】研究结果表明AsCYP6Z2基因参与中华按蚊溴氰菊酯抗性表型的维持,这为进一步探究该基因在拟除虫菊酯类杀虫剂代谢过程中的分子机理奠定了前期基础。

摘要: 【目的】构建在中华按蚊Anopheles sinensis中的电转化显微注射技术平台,并利用该技术平台实现活体基因瞬时过表达对其进行验证,为开展系统的基因功能研究奠定基础。【方法】以CUY21EDITⅡ电转仪为主体构建中华按蚊中的电转化显微注射技术平台;使用同源重组法构建EGFP和Bm-iAANAT基因的瞬时过表达质粒,在中华按蚊化蛹3 h时注射该质粒进入蛹体,随即使用电转仪对注射后的蛹进行电击,待注射个体发育至化蛹39 h时,利用体视荧光显微镜观察蛹体表皮着色和发光情况,并通过荧光定量PCR检测EGFP和Bm-iAANAT的表达。【结果】构建了用于显微注射的PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV40和PIZ-modi-Aepub-AANAT-T2A-EGFP-SV40过表达载体。PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV40注射组中华按蚊在化蛹39 h时约87.5%的个体成活并正常黑化,这其中约92.7%的个体的表皮检测到明显的绿色荧光,注射无启动子载体PIZ-modi-EGFP-SV40并进行电击的阴性对照组和注射过表达载体PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV40但未进行电击的阳性对照组个体则没有明显的绿色荧光;并且荧光定量PCR结果显示,注射组中发光个体的EGFP基因明显高表达。PIZ-modi-Aepub-AANAT-T2A-EGFP-SV40注射组的蛹在化蛹39 h时有80.4%个体存活,这其中92.2%的个体相对于注射无启动子载体PIZ-modi-AANAT-T2A-EGFP-SV40的阴性对照组和注射过表达载体PIZ-modi-Aepub-AANAT-T2A-EGFP-SV40但未进行电击的阳性对照组个体黑化明显受阻,且有明显的绿色荧光;并且荧光定量PCR结果显示,报告基因Bm-iAANAT和EGFP的表达明显提高。【结论】成功构建了在中华按蚊中的电转化显微注射技术平台;通过此技术平台能够便捷、快速和高效地实现报告基因在活蛹中的瞬时过表达,并产生了目的表型。这为中华按蚊功能基因组研究奠定了基础。

摘要: 【目的】明确中华按蚊Anopheles sinensis雌成虫与幼虫触角感器的类型、形态和分布。【方法】利用光学显微镜观察中华按蚊成虫与幼虫触角的形态结构,利用扫描电镜观察触角上的感器类型、形态和分布。【结果】中华按蚊雌成虫触角由柄节、梗节和鞭节组成,鞭节有13个亚节。触角上共发现4种类型的感器,分别为毛形感器(锐型和钝型)、刺形感器(大型和小型)、锥形感器(Ⅰ型和Ⅱ型)和腔锥形感器(大型和小型)。雌成虫触角各类感器总计约1 135.67±86.75个,其中毛形感器数量最多(662.00±6.22个),随后是刺形感器(294.67±33.35个)和锥形感器(146.00±42.39个),腔锥形感器数量最少(36.50±5.90个)。毛形感器、刺形感器和锥形感器在鞭节的每个亚节均有分布,而大型腔锥形感器在第9-11亚节没有分布,小型腔锥形感器仅分布于第13节的顶端。幼虫触角的鞭节不分亚节,呈管状,触角末端有一个感觉锥,鞭节上分布有与成虫锥形感器相似的锥形凸起,初步定名为类锥形感器,其数量和大小随幼虫龄期的增长而显著增加,锥体表面的凹槽越来越明显,其功能还需要通过超微结构和电生理等研究进一步确定。【结论】本研究对中华按蚊幼虫和雌成虫触角感器的形态特征、类型、数量及其分布进行了观察和分析,结果为进一步研究中华按蚊感器的生理功能奠定了基础。

摘要: 【目的】本研究以中华按蚊Anopheles sinensis细胞色素P450超家族基因为研究对象，分析其在中华按蚊不同发育阶段、成蚊不同组织和雌成蚊吸血前后不同时期的表达模式，为进一步研究其功能奠定基础。【方法】收集中华按蚊实验室溴氰菊酯敏感品系（WX-LS）不同发育阶段（卵、1-4龄幼虫、雄蛹、雌蛹、雄成蚊和雌成蚊）、成蚊组织（触角、唾液腺、中肠、马氏管、精巢、卵巢、表皮和脂肪体）和雌成蚊吸血后1,3,6,12,24和48 h时的样本，采用Illumina HiSeqTM2000进行转录组测序。基于测得的转录组数据，分析细胞色素P450基因在中华按蚊不同发育阶段、成蚊不同组织及吸血前后雌成蚊中的表达量。【结果】中华按蚊细胞色素P450超家族基因的表达具有发育阶段特异性和组织特异性。在幼虫、蛹和成虫期，分别有40,26和35个基因表达量较高，其中CYP6AG1, CYP6AG2, CYP6AH1, CYP6Z3, CYP6Y2, CYP6P4, CYP9J3和CYP9J4在整个幼虫期高表达。中华按蚊CYP6AA1, CYP6AH1, CYP6M4, CYP9J3, CYP9J4和CYP12F3在成蚊中肠和马氏管中均高表达，CYP4G16, CYP6AA1, CYP6AH1, CYP6Y1, CYP6Z3, CYP9J3和CYP9J4在成蚊所有组织中均表现出高表达。CYP4G16, CYP6AA1, CYP6AG2, CYP6AH1, CYP6Y1, CYP6Y2, CYP9K1,CYP12F3和CYP304B1在中华按蚊雌成蚊吸血后1,3,6,12,24和48 h时均高表达。【结论】在幼虫期高表达的细胞色素P450超家族基因可能参与了对幼虫期食源性有毒化合物质的解毒，在雌成蚊中肠和马氏管中高表达的细胞色素P450基因可能在解毒过程中发挥了重要作用。研究结果为进一步探究细胞色素P450超家族基因在中华按蚊生长发育、表达调控和杀虫剂代谢机制等方面的功能奠定了前期基础。

摘要: 【目的】探讨野生环境下不同地区中华按蚊Anopheles sinensis共生微生物群落与杀虫剂抗性的关系。【方法】采集分别来自中国重庆、云南和安徽野生中华按蚊雌成虫，采用WHO标准体外生物测定法和0.05%拟除虫菊酯类试验纸，对中华按蚊雌成虫进行拟除虫菊酯类药敏试验，获得杀虫剂敏感(FS)和杀虫剂抗性(FR)的中华按蚊雌成虫并通过Illumina Hiseq 2000平台进行全基因组高通量测序，比对16S rRNA和18S rRNA基因序列鉴定杀虫剂敏感和杀虫剂抗性中华按蚊共生微生物，并进行α多样性分析、β多样性分析、聚类分析、主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)和共生微生物群落差异分析。【结果】从来自重庆、云南和安徽FS和FR野生中华按蚊雌成虫中鉴定到共生微生物3 284种，分属14门52属。安徽FR野生中华按蚊雌成虫共生微生物多样性差异及群落丰富度最高，重庆FS野生中华按蚊雌成虫的最低。野生中华按蚊雌成虫共生微生物群落首先按地区聚类，其中重庆和云南野生中华按蚊共生微生物群落多样性更相似。FR野生中华按蚊雌成虫共生微生物中10株细菌丰富度更高，包括2株蓝细菌属Cyanobacteria细菌、3株盐杆菌目(Halobacteria)细菌、1株赭黄嗜盐囊菌属Haliangium细菌、3株瘤胃菌科(Ruminococcaceae)细菌和1株链球菌属Streptococcus细菌。【结论】野生中华按蚊共生微生物群落具有地区差异性和抗性差异性，鉴定到的共生微生物对于中华按蚊杀虫剂抗性可能起到积极作用，研究结果为揭示中华按蚊杀虫剂抗性提供思路。