摘要: 【目的】果蝇是完全变态昆虫,蛹期经历了幼虫组织解离和成虫组织重塑的过程。本研究旨在利用细胞谱系追踪方法 G-TRACE(Gal4 technique for real-time and clonal expression)这一新的遗传学技术,检测果蝇幼虫后肠肠细胞在蛹期发育过程中是否发生细胞迁移。【方法】采用黑腹果蝇Drosophila melanogaster engrailed-Gal4(en-Gal4)品系和G-TRACE品系杂交,并引入tub-gal80ts控制Gal4的开启时间,分别在果蝇幼虫期和蛹期进行细胞谱系追踪。幼虫期追踪:亲代产卵后将卵置于30℃培养,3龄中期转入18℃培养,成虫羽化1 d内进行检测。蛹期追踪:亲代产卵后将卵置于18℃培养,在蛹期不同发育阶段转入30℃培养,待虫体羽化后检测成虫肠道。【结果】当在果蝇幼虫期启动细胞谱系追踪,在蛹期停止追踪,发现中肠靠近中后肠边界处以及马氏管存在绿色肠细胞。而当在果蝇幼虫期关闭细胞谱系追踪,在蛹期开始追踪,则发现虫体中肠各部位及马氏管分布着绿色肠细胞。en基因在果蝇蛹期肠道中表达。【结论】结果表明,在果蝇蛹形成过程中,后肠的部分肠细胞迁移至中肠和马氏管,参与中肠和马氏管的重塑。本研究对于探索昆虫在变态发育过程中成虫器官的重塑机制具有重要的意义。

摘要: 【目的】探究丙酸和丁酸对黑腹果蝇Drosophila melanogaster产卵偏嗜性的影响,进一步研究其生物学意义。【方法】利用双选择食物装置检测黑腹果蝇雌性成虫产卵的偏嗜性,利用失去酸感受受体和外科摘除触角的果蝇研究介导该行为的感觉系统,通过发育历期与存活率评价果蝇产卵对丙酸产生避性反应的生物学意义。【结果】黑腹果蝇雌性成虫产卵对丙酸或丁酸产生避性反应,随浓度增大渐趋明显。IR64a与IR76b突变体对0.5%丙酸避性反应减弱,产卵指数分别为-0.07和-0.17。果蝇避开人粪便产卵,产卵指数达-0.7-0.9,可能为其权衡对乙酸的偏嗜性和对丙酸避性反应的结果。IR64a与IR76b突变体对人粪便避性反应明显减弱,产卵指数分别为-0.49和-0.38。丙酸可显著延缓果蝇后代的发育历期和降低存活率,浓度越大效果越明显,2%浓度时导致果蝇死亡。【结论】果蝇嗅觉系统介导了雌性成虫产卵对丙酸的避性反应,这种行为使果蝇产卵避开丙酸,使后代免受丙酸毒害,从而促进果蝇幼虫的发育和提高后代存活率。

摘要: 【目的】DNA甲基化是基因修饰的一种重要方式,主要可以形成5-甲基胞嘧啶(5m C)和6-甲基腺嘌呤(6m A)等。目前关于5m C的研究比较多,而关于6m A在真核生物中的研究则较少。沃尔巴克氏体Wolbachia是昆虫中最常见的共生菌之一,可通过多种方式操纵宿主生殖,其中最常见的就是引起精卵细胞质不亲和(cytoplasmic incompatibility,CI),即感染Wolbachia的雄性与未感染的雌性宿主交配后,胚胎致死,但其机制还不清楚。本研究拟从6m A甲基化的角度,探讨Wolbachia影响果蝇生殖的分子机制。【方法】以模式生物黑腹果蝇Drosophila melanogaster为材料,通过实时荧光定量PCR方法,检测Wolbachia感染对果蝇精巢、卵巢以及3个交配组[TT(对照,父母本都未感染),TW(父本未感染,母本感染,胚胎感染,可发育)和WT(CI,致死)]早期胚胎中DNA 6m A去甲基化酶基因DMAD的表达变化。【结果】Wolbachia感染可显著上调1日龄果蝇精巢中DMAD的表达水平,而对卵巢中DMAD的表达没有显著影响。在产卵后0.5 h(中囊胚过渡前)的胚胎中,CI胚胎的DMAD表达水平极显著高于可正常发育的胚胎(TT和TW);在3 h的胚胎(中囊胚过渡期)中,TW和CI胚胎中DMAD的表达量都极显著高于对照组;在6 h的胚胎(中囊胚过渡后)中,CI胚胎中DMAD的表达量相对最低。【结论】Wolbachia感染可能通过干扰宿主果蝇精巢中6m A甲基化水平对精子产生修饰,导致其与正常未感染的卵子受精后胚胎致死。

摘要: 【目的】我们前期的研究发现,在灰飞虱Laodelphax striatellus抗毒死蜱品系、抗吡虫啉品系和抗溴氰菊酯品系中的总酯酶活力都明显升高。本研究旨在筛选导致总酯酶活力升高的酯酶基因并验证其在抗药性中的作用。【方法】通过转录组测序和RT-qPCR比较抗、感灰飞虱品系雌成虫中各个酯酶基因的表达量;采用显微注射技术建立超量表达灰飞虱羧酸酯酶基因的果蝇品系;并利用生物测定技术检测过量表达灰飞虱酯酶基因的果蝇对毒死蜱、吡虫啉和溴氰菊酯的敏感性。【结果】通过转录组数据和RT-q PCR筛选到羧酸酯酶基因LsCarE1(Gen Bank登录号:HM600723)在3个灰飞虱抗性品系中均过量表达。将LsCarE1基因按黑腹果蝇Drosophila melanogaster偏好的密码子优化后构建转基因载体质粒pUAST-att B-LsCarE1(Optimized),成功建立纯合的转基因果蝇品系UAS-LsCarE1(Optimized)。利用GAL4启动品系da-gal4与UAS-LsCarE1(Optimized)品系杂交,获得超量表达LsCarE1的果蝇品系da>LsCarE1(Optimized)。定量PCR检测发现,目标基因LsCarE1在超量表达品系da>LsCarE1(Optimized)中的表达量是对照品系UAS-LsCarE1(Optimized)中表达量的257.3倍;而另一对照品系da>gal4中没有检测到LsCarE1的表达。此外,黑腹果蝇内源的酯酶同源基因表达量显著低于目标基因的表达量。生物测定结果显示,与对照组da>gal4果蝇品系相比,启动超量表达LsCarE1的转基因果蝇da>LsCarE1(Optimized)对毒死蜱和吡虫啉的耐药性分别提高了4.19和2.46倍,但对溴氰菊酯的耐药性无显著变化。【结论】LsCarE1的过量表达与灰飞虱对毒死蜱和吡虫啉的抗性相关。

摘要: 【目的】检测乳酸菌对果蝇发育历期的影响,进一步探讨其对果蝇促生长的分子机制。【方法】利用选择性培养基MRS从黑腹果蝇Drosophila melanogaster体内分离乳酸菌,利用革兰氏染色、生化方法及16S rRNA基因进行鉴定;通过体内定植和世代传递实验验证该菌是黑腹果蝇的共生菌;采用悉生模型检测乳酸菌对黑腹果蝇发育的促生长作用;利用实时定量PCR技术检测黑腹果蝇体内促前胸腺激素基因PTTH和胰岛素通路相关基因InR的表达水平;利用葡萄糖试剂盒检测血淋巴液葡萄糖浓度。【结果】从黑腹果蝇中分离到的菌株鉴定为植物乳杆菌Lactobacillus plantarum FY1菌株(Gen Bank登录号:KY038178),可在黑腹果蝇肠道内定植,每个肠道定植量约为104CFU,并能在世代间稳定传递。FY1菌株体外发酵可降低p H值至5.2,可诱导无菌果蝇卵至蛹发育时间由20.0 d缩短至6.9 d,卵至成虫发育时间由30.0 d缩短至10.7 d,其生长速率是无菌果蝇的约2倍。实时定量PCR结果表明,FY1菌株显著地提前了PTTH表达高峰期,同时降低果蝇中InR表达水平,血淋巴液葡萄糖浓度从5.1 mg/mL降低至2.7 mg/mL。【结论】植物乳杆菌是黑腹果蝇的一种益生菌,推测能通过胰岛素信号通路促进宿主黑腹果蝇的生长和发育。