摘要: 【目的】扩增西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus抗菌肽(attacin)基因,并对其进行生物信息学分析,同时分析西伯利亚蝗不同组织中抗菌肽基因的差异表达。【方法】基于RACE技术从西伯利亚蝗中克隆得到抗菌肽,利用生物信息学软件对西伯利亚蝗抗菌肽的一级结构、二级结构、三级结构、系统进化和亚细胞定位进行分析。采用实时荧光定量PCR技术检测了西伯利亚蝗抗菌肽基因在马氏管、中肠、后肠、脂肪体和唾液腺中的相对表达量。【结果】克隆获得的抗菌肽基因的开放阅读框为282bp,编码93个氨基酸,其编码蛋白预测理论分子量为9.98ku,等电点为9.26。抗菌肽氨基酸序列中存在信号肽序列。基因定量分析显示,抗菌肽基因在西伯利亚蝗的中肠中表达量最高。【结论】attacin在西伯利亚蝗成虫不同组织中差异表达,提示其消化道在防御病原微生物的入侵中起着重要的作用。

摘要: [目的]西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus L.是新疆亚高山草原和林间草地重要的指示物种,本研究主要探讨西伯利亚蝗卵越冬过程中的呼吸生理变化。[方法]采用多通道昆虫呼吸系统,逐月测定越冬卵的呼吸率、代谢率和呼吸商等指标,分析其变化特征,并监测其环境温度变化,同时解剖蝗卵以观察胚胎发育进度。[结果]越冬过程中,蝗卵的呼吸代谢水平总体呈上升趋势,高低顺序为越冬前期<越冬期间<越冬后期。越冬前(8—10月)和越冬期间(11—2月),同阶段各月份之间的呼吸代谢水平无显著差异(P>0.05);越冬后期(3—4月)呼吸率和代谢率显著升高(P<0.05)。越冬前蝗卵的平均呼吸商为0.66,说明其代谢底物主要为脂质;越冬期间蝗卵的平均呼吸商为0.80,表明其代谢底物除脂质外还有部分糖类参与;越冬后期,呼吸商显著升高(P<0.05),平均值为1.01,表明其呼吸代谢底物主要为糖类物质。早期胚胎发育主要发生在越冬前期,此时头、胸、腹和附肢等结构已分化完全;越冬期间胚胎发育停滞;越冬后胚胎发育迅速恢复。[结论]越冬过程中,西伯利亚蝗卵的呼吸代谢水平与胚胎发育进度密切相关。为适应胚胎发育需要,蝗卵通过调节呼吸代谢水平及代谢底物来调整其生理状态,以适应外界环境条件的周期性变化,从而顺利越冬。

摘要: 【目的】阐明意大利蝗Calliptamus italicus和西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus高温耐受能力及酶活性差异。【方法】以3℃为间隔,将意大利蝗和西伯利亚蝗成虫分别在2748℃、2442℃下处理4 h后测定死亡率及POD、SOD和CAT活性值。【结果】2742℃处理下,意大利蝗存活率显著大于西伯利亚蝗(P<0.05)。雌性意大利蝗的LT50、LT90分别为48.76℃和50.67℃,雄虫则分别为47.90℃和50.53℃;雌性西伯利亚蝗的LT50、LT90分别为39.21℃和42.10℃,雄虫则分别为36.11℃和41.43℃。随着温度升高,雄性意大利蝗和雌、雄西伯利亚蝗体内POD、SOD、CAT活性先升高后降低,雌性意大利蝗体内POD活性则先降低后升高。2742℃范围内,西伯利亚蝗体内POD和SOD活性值增幅较大,分别达到54.69%、23.54%;意大利蝗体内则以CAT活性值增幅最大,为27.02%。【结论】两种蝗虫耐高温能力存在差异,意大利蝗具有更强的耐热能力。

摘要: 【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路，初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序；采用GO和KEGG富集分析并结合文献，预测滞育相关通路并聚类热图分析，筛选蝗卵滞育关联基因，并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DS vs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因，且多上调表达；两比较组共表达差异基因为2 206个，主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合，PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径，并筛选出20个滞育关联基因，为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。

摘要: 【目的】明确温度对西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus成虫呼吸代谢关键酶活性的影响。【方法】1842℃范围内,以3℃为梯度,将西伯利亚蝗成虫置于光照培养箱黑暗条件下处理4 h后,利用生化方法测定3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、3-磷酸甘油脱氢酶(GPDH)、3-羟酰辅酶A脱氢酶(HOAD)、柠檬酸合成酶(CS)和乳酸脱氢酶(LDH)5种呼吸代谢关键酶活性。【结果】随温度升高,西伯利亚蝗成虫体内5种呼吸代谢关键酶活性先增后减,相同温度下雄虫的酶活性均高于雌虫;18℃下雌雄成虫的5种关键代谢酶活性最低,39℃下雌虫的GAPDH和CS活性最高,雄虫CS活性在36℃时最高;不同处理温度下,雌虫之间、雄虫之间关键代谢酶活性差异均显著(P<0.05)。不同处理温度下雌雄虫GAPDH与HOAD活性比值均大于或接近于1.0,说明低温阶段西伯利亚蝗呼吸代谢消耗以糖类为主,高温胁迫下糖类和脂类同时被利用。【结论】温度对西伯利亚蝗成虫体内呼吸代谢关键酶活性有显著影响,高温胁迫下西伯利亚蝗可通过调整呼吸代谢强度和改变消耗底物种类提高自身的适应能力。