摘要: 非编码RNA(ncRNA)是生物体细胞内一类重要的调控分子,其介导的昼夜节律调控日益受到研究者的重视。本文主要以黑腹果蝇Drosophila melanogaster和哺乳动物的相关研究为背景,阐述了微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)对昼夜节律的调控。miRNA介导的昼夜节律调控包括:生物体内(尤其是钟神经元中)具有节律性表达的miRNA;输入系统和miRNA存在相互调控,这主要是通过光照这个授时因子起作用;miRNA可直接调控核心振荡器,还可以调控其他基因而间接影响到核心振荡器;miRNA对输出系统的调控主要集中在代谢取食节律、运动节律、睡眠节律等。昼夜节律可调控lncRNA的表达,同时lncRNA也可调控昼夜节律,且lncRNA对基因调控范围广,作用机制复杂,这些都具有广阔的研究前景。本文将有助于进一步深入研究ncRNA对昼夜节律的调控。

摘要: 【目的】建立黑须污蝇Wohlfahrtia magnifica转录组数据库,挖掘黑须污蝇基因数据,为更深入地研究双峰驼阴道蝇蛆病提供理论依据。【方法】采用高通量测序平台Illumina Hiseq(TM)4000对黑须污蝇幼虫、蛹和成虫进行转录组测序,并进行生物信息学分析。利用黑须污蝇幼虫、蛹和成虫转录组数据,通过基因差异表达分析以及GO功能显著性富集分析的方法筛选出嗅觉相关基因,并通过荧光定量PCR技术对黑须污蝇幼虫、蛹和成虫中OBP99b,OBP56a和OBP99a 3个嗅觉相关基因表达水平进行验证。【结果】结果显示,每个黑须污蝇样本的转录组数据量在4.96 Gb以上,G+C含量在35.35%以上,Q20含量在97%以上。与NCBI_nr, GO, KEGG, Pfam, Swiss-Prot和eggNOG数据库进行对比,共注释到73 303条unigenes。其中eggNOG数据库注释到的unigenes最多,为35 066条,分布在23个蛋白功能中,其中的翻译修饰、蛋白质周转的unigenes所占比例较大;GO数据库注释到的unigenes数为29 193条,功能包括分子功能、细胞组分、生物学过程三大类50个分支,其中参与生物学过程和氧化还原过程的unigenes比例较大;KEGG数据库注释到的unigenes数为15 068条,其中参与信号转导过程的unigenes比例较大。上述数据表明该转录组测序结果较好,为后续研究奠定了基础。依据黑须污蝇幼虫、蛹、成虫转录组数据筛选到30个嗅觉相关基因,其中包含9个气味结合蛋白(OBP)基因,进一步基因注释发现OBP99b,OBP56a和OBP99a基因在黑须污蝇不同发育阶段表达差异显著(|log_2FC|>1,P<0.05),这在荧光定量PCR分析结果中得到了验证。【结论】本研究获得了黑须污蝇幼虫、蛹和成虫转录组数据,筛选出黑须污蝇各发育阶段嗅觉相关基因,并验证了OBP99b,OBP56a和OBP99a基因在黑须污蝇幼虫、蛹和成虫3个发育阶段差异表达,为防治双峰驼阴道蝇蛆病提供了新思路。

摘要: 【目的】阐明家蝇Musca domestica幼虫对食物中各种多不饱和脂肪酸的富集能力以及代谢转化情况,并探究各种多不饱和脂肪酸对家蝇幼虫生长的影响。【方法】在基础饲料中添加不同浓度(3%, 6%和12%)的多不饱和脂肪酸(亚油酸、α-亚麻酸、花生四烯酸和二十二碳六烯酸)饲养经过脱脂传代培养的家蝇幼虫;提取家蝇幼虫的总脂肪酸,利用气相色谱仪进行检测和分析;测定统计幼虫体重,以分析多不饱和脂肪酸对家蝇幼虫生长的影响。【结果】亚油酸、α-亚麻酸和花生四烯酸在家蝇幼虫体内均能被富集,且它们的富集程度随着食物中多不饱和脂肪酸的添加浓度的升高而增加,其中亚油酸、α-亚麻酸和花生四烯酸在幼虫体内富集的最高含量(占体内总脂肪酸的比例)分别为21.93%, 16.13%和9.68%,而二十二碳六烯酸不能在家蝇幼虫体内富集,提示家蝇幼虫食物中添加的各种多不饱和脂肪酸经过代谢后并没有在其体内产生新的脂肪酸,而食物中添加的二十二碳六烯酸在家蝇幼虫体内被分解代谢后消除。饲喂α-亚麻酸及花生四烯酸后家蝇幼虫体重增长较为明显,其中6%α-亚麻酸添加组的幼虫体重显著高于对照组(取食脱脂饲料)和3%和12%α-亚麻酸添加组,3%和6%花生四烯酸添加组的幼虫体重显著高于对照组和12%花生四烯酸添加组。【结论】家蝇幼虫体内能够从食物中富集部分多不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸碳链越长其富集程度越低直至不能富集,富集的多不饱和脂肪酸对家蝇幼虫生长有不同程度的影响。

摘要: 【目的】研究黑腹果蝇Drosophila melanogaster对高盐的产卵避性,并通过高盐下后代生存率和发育历期的变化来揭示这一现象的生物学意义。【方法】应用产卵双选择装置,检测黑腹果蝇和雅库巴果蝇D. yakuba雌成虫分别对含有0. 25和1 mol/L NaCl的培养基的产卵选择性;利用产卵装置,检测黑腹果蝇对1 mol/L NaCl的位置效应;通过强迫产卵实验检测钠盐胁迫下黑腹果蝇的产卵能力;通过毛细管摄食法和观察口器延伸,检测钠盐胁迫下黑腹果蝇的摄食行为。利用黑暗条件和突变体Orco2分别探究视觉和嗅觉对高盐的产卵选择性。通过外科手术法摘除黑腹果蝇前足部分味觉感受器,并使用咸味突变体Ionotropic Receptor 76b (IR76b),研究介导该行为的感觉系统。在含有不同浓度NaCl (0,0. 25,0. 50,0. 75和1 mol/L)的培养基上培养黑腹果蝇,探究NaCl对黑腹果蝇后代的发育历期和存活率的影响。【结果】雌性黑腹果蝇产卵对高盐产生避性反应,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为-0. 45和-0. 59;雅库巴果蝇对高盐的反应与黑腹果蝇相同,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为-0. 78和-0. 99;并且两种果蝇均对0. 25和1 mol/L KCl和CaCl2产生产卵避性反应。黑腹果蝇避开含0. 25和1 mol/L NaCl培养基,位置指数分别为-0. 74和-0. 88。高盐不影响黑腹果蝇的生育能力,其对0,0. 25和1 mol/L NaCl的产卵指数分别为5. 59,6. 63和5. 41。黑腹果蝇对0. 25和1 mol/L NaCl摄食产生明显排斥反应,摄食指数分别为-0. 37和-0. 41,且随浓度增大食欲越低。同时在黑暗条件下,黑腹果蝇对0. 25和1 mol/L NaCl仍产生了显著的避性反应,产卵偏嗜指数分别为-0. 49和-0. 59,摘除前足的黑腹果蝇对0. 25 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数为-0. 05,IR76b突变体对高盐的产卵避性反应消失,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为0. 46和0. 39。0. 25 mol/L NaCl明显延长了后代成蛹时间0. 40 d,后代幼虫存活率降低了16. 5%,而在1 mol/L NaCl上后代卵完全不能形成蛹和成虫。【结论】黑腹果蝇雌成虫通过咸味感觉器官感知高盐而产生产卵避性反应,以促进后代的生长发育和提高后代的幼虫存活率。

摘要: 【目的】克隆和鉴定葱蝇Delia antiqua叉头转录因子1基因,探究其在葱蝇夏滞育前期蛹体内糖代谢和脂代谢中的作用。【方法】本研究基于葱蝇转录组数据利用3′RACE法克隆叉头转录因子1基因的全长开放阅读框;利用生物信息学法分析了该基因编码蛋白的序列特征、保守结构域和二级结构,并采用最大似然法对其与其他13种昆虫来源的同源序列进行了聚类分析。通过RNA干扰技术沉默目的基因后,采用实时定量PCR法分析葱蝇夏滞育前期蛹体内目的基因下游脂肪酶brummer基因(DaBmm)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(DaDepck)的表达规律,并对甘油三脂(TAG)、海藻糖和葡萄糖含量及总脂肪酶的活性变化进行分析。【结果】克隆得到了葱蝇叉头转录因子1基因DaFOXO1 (GenBank登录号:MG813258),其编码蛋白含有619个氨基酸,具有典型的叉头DNA结合域,核定位信号,2个14-3-3结合区和1个富含谷氨酰胺区;DaFOXO1与铜绿蝇Lucilia cuprina FOXO1蛋白的氨基酸序列有87%的一致性,并与其聚为一支。干扰葱蝇夏滞育前期蛹DaFOXO1后,8-20 h间可显著抑制DaBmm基因的表达,12-24 h间可显著影响TAG含量和总脂肪酶的活性,8-20 h(16 h除外)间可显著降低DaPepck的表达,但对葡萄糖和海藻糖的含量没有显著影响。【结论】本研究结果表明海藻糖和葡萄糖的积累在化蛹前已完成;DaFOXO1对DaBmm和DaDepck基因的表达调控可能有利于葱蝇夏滞育前期蛹体内的脂肪积累。同时也表明靶向Bmm依赖性脂类水解过程及其下游因子可为打破昆虫滞育提供一种有效策略。