摘要: 【目的】保幼激素酸甲基转移酶(juvenile hormone acid methyl transferase, JHAMT)是保幼激素(juvenile hormone, JH)合成通路中的关键限速酶。本研究旨在筛选并验证靶向调控黑腹果蝇Drosophila melanogaster JHAMT转录表达的miRNA,揭示miRNA在JH生物合成中的作用机理。【方法】首先通过miRanda, TargetScan和microT-CDS在线网站对靶向黑腹果蝇JHAMT的miRNA进行预测，取3个网站均能预测到的miRNA作为候选靶向JHAMT的miRNA;利用双荧光素酶系统对候选miRNA与JHAMT的靶向关系进行验证；qRT-PCR检测候选miRNA与JHAMT在黑腹果蝇生长发育中的表达模式；利用qRT-PCR和果蝇GAL4-UAS系统分别检测黑腹果蝇咽侧体中超表达miRNA对JHAMT的表达以及对黑腹果蝇变态发育的影响。【结果】miRanda, TargetScan和microT-CDS分别预测到5, 18和16个靶向JHAMT的miRNA,共同预测到4个miRNA,分别是miR-252-5p, miR-277-3p, miR-1002-5p和miR-987-5p。双荧光素酶检测结果表明，miR-252-5p mimics可显著降低野生型JHAMT 3′UTR荧光素酶报告基因载体所表达的荧光素酶活性，而JHAMT 3′UTR区中miR-252-5p结合位点突变后，该抑制作用被解除。qRT-PCR检测结果表明，miR-252-5p与JHAMT在黑腹果蝇卵、幼虫及预蛹期的转录表达模式相反。咽侧体中超表达miR-252后，可显著降低JHAMT和JH初级反应基因Kr-h1的表达水平；且表现出类似JH缺失的表型，如化蛹时间推迟、体重变轻以及蛹期死亡增加。【结论】miR-252-5p可通过靶向作用于JHAMT参与JH生物合成调控，从而影响果蝇变态发育。

摘要: 【目的】研究果蝇对大蒜素的产卵选择，并解析果蝇产卵避性的机制和生物学意义。【方法】应用产卵双向选择装置，检测黑腹果蝇Drosophila melanogaster雌成虫对0.01%, 0.015%和0.02%大蒜素的产卵选择性；利用产卵装置，检测黑腹果蝇对大蒜素的位置效应；通过毛细管摄食法检测黑腹果蝇摄食行为；利用黑暗(暗盒)、摘除前足、摘除触角和嗅觉突变体等方式探究介导该行为的感觉系统；检测大蒜素对其后代的发育历期和存活率的影响。检测0.02%, 0.05%和0.1%大蒜素对黑腹果蝇成虫寿命的影响以及0.1%大蒜素处理48 h后成虫的奔跑速度和攀爬速度。利用荧光染料检测0.02%大蒜素处理3 d后黑腹果蝇成虫肠道中活性氧水平。【结果】大蒜素引起成年雌性黑腹果蝇产卵避性，对0.01%, 0.015%和0.02%大蒜素的产卵指数分别为-0.53,-0.77和-0.88。黑腹果蝇成虫对大蒜素呈现明显的位置避性，对0.01%和0.015%大蒜素的位置指数分别为-0.09和-0.22。在黑暗和摘除前足条件下，黑腹果蝇雌成虫对大蒜素未产生显著的产卵避性反应，而摘除触角的黑腹果蝇雌成虫对大蒜素产卵避性显著地降低，对0.01%,0.015%和0.02%大蒜素的产卵指数分别为-0.01,-0.04和-0.11。突变体TrpA1(transient receptor potential ankyrin 1)对大蒜素的产卵避性反应消失，对0.01%, 0.015%和0.02%大蒜素的产卵指数分别为-0.09,-0.06和0.13。黑腹果蝇雌成虫所产卵暴露于0.02%大蒜素后，后代的成蛹时间和羽化时间分别延长了1.85和1.88 d,蛹和成虫存活率分别降低了26.01%和31.28%。0.02%, 0.05%和0.1%大蒜素均引起黑腹果蝇成虫寿命缩短，0.1%大蒜素处理48 h后黑腹果蝇成虫攀爬速度显著降低；0.02%大蒜素处理3 d增加了黑腹果蝇成虫肠道中的ROS水平。【结论】大蒜素引起成年黑腹果蝇产卵避性，主要通过嗅觉系统介导这种产卵避性反应，并引起成虫的中肠损伤，因此这种行为降低了后代的生长发育和成虫存活率。

摘要: 【目的】探究敲低piwi基因对黑腹果蝇Drosophila melanogaster血细胞增殖及分化的影响。【方法】利用黑腹果蝇e33C-Gal4和Hml-Gal4-UAS-2×EGFP品系分别与野生型w(1118)和UAS-piwi RNAi品系杂交,实现在黑腹果蝇游离血细胞或淋巴腺中降低piwi基因的表达;采用免疫荧光染色方法检测Piwi蛋白在血细胞中的定位及其对黑腹果蝇血细胞增殖与分化的影响。【结果】Piwi蛋白在黑腹果蝇游离血细胞及整个淋巴腺中都表达,且主要定位在细胞质;敲低piwi基因导致游离血细胞数量明显增加,处于有丝分裂M期的细胞数量增加,但未影响游离血细胞中浆细胞及薄层细胞的分化;敲低piwi基因对淋巴腺血细胞增殖无影响,但导致浆细胞过度分化及薄层细胞的产生。【结论】piwi基因在果蝇游离血细胞中的缺失可引起血细胞过度增殖,而在淋巴腺中敲低可引起血细胞的异常分化。

摘要: 【目的】雌激素相关受体(estrogen-related receptors,ERRs)属于核受体(nuclear receptor,NR)超家族,在昆虫新陈代谢和能量转换调节中发挥重要作用。双酚A(bisphenol A,BPA)与昆虫生殖和神经系统疾病有关。本研究旨在探究BPA影响黑腹果蝇Drosophila melanogasterERR(dERR)的作用机理。【方法】通过AutoDock Vina模拟小分子BPA与Modeller 9.25构建的dERR蛋白的分子对接,使用Gromacs 5.1.9进行分子动力学模拟,并结合自由能的计算探究BPA与dERR的结合模式。利用qRT-PCR方法检测3种浓度(0.1,1和10μg/L)BPA处理6,12和24 h对黑腹果蝇成虫和2龄幼虫中dERR基因转录水平的影响。【结果】通过分子对接和极性溶剂化能发现,Phe370及Leu334等侧链氨基酸是BPA与dERR结合的关键氨基酸。qRT-PCR分析显示,不同浓度的BPA处理6和12 h时黑腹果蝇成虫和2龄幼虫中dERR基因转录水平均发生显著变化,而0.1μg/L BPA处理24 h时的几乎接近对照。【结论】BPA能够影响黑腹果蝇体内dERR的表达,作用机理可能跟BPA与dERR的潜在特异性结合有关。

摘要: 【目的】明确肠道细菌产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca对斑翅果蝇Drosophila suzukii的引诱效果,并鉴定和验证该菌挥发性物质对斑翅果蝇成虫的引诱效果。【方法】在无寄主植物和有寄主植物(巨蜂葡萄)的条件下,测定并分析产酸克雷伯氏菌和NB培养基(对照)的上清液对斑翅果蝇成虫的诱集比例以及被引诱成虫的雌雄性比;利用气相色谱质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)分别鉴定产酸克雷伯氏菌和NB培养基(对照)上清液中的挥发性物质,并检测浓度较高的4种产酸克雷伯氏菌挥发性物质对斑翅果蝇成虫的引诱效果。【结果】产酸克雷伯氏菌上清液对斑翅果蝇成虫具有引诱作用。其中,无寄主植物条件下,产酸克雷伯氏菌上清液对雄虫引诱作用强于对雌虫,但是在有寄主植物条件下产酸克雷伯氏菌上清液诱集的雌雄成虫数量差异不显著。在产酸克雷伯氏菌上清液中检测到21种挥发性物质,其中浓度较高的为3-甲基-1-丁醇、2-苯乙醇、乙酸异戊酯和吲哚,斑翅果蝇成虫对3-甲基-1-丁醇、2-苯乙醇和吲哚具有趋向性,而对乙酸异戊酯则有趋避性,且3-甲基-1-丁醇可吸引更多的雄虫。【结论】肠道微生物产酸克雷伯氏菌上清液可用于引诱斑翅果蝇成虫,3-甲基-1-丁醇是产酸克雷伯氏菌代谢物中引诱雄虫的重要物质。本研究为斑翅果蝇的防治提供了参考依据。