摘要: 【目的】探明重金属镉(Cadmium,Cd)对黑腹果蝇Drosophila melanogaster DNA甲基化修饰相关基因表达的影响,初步分析镉胁迫可能导致果蝇的表观遗传变异及其可遗传性。【方法】收集8 h内羽化未交配的雌、雄果蝇,在添加不同质量浓度(0、0.9375、1.875、3.75、7.5、15.0、30.0、60.0 mg/kg)Cd的培养基中培养,以Real-time PCR定量检测亲代(F0)果蝇生殖系统、去生殖系统体细胞、整体表达量变化趋势及解除胁迫的子代(F1)果蝇DNA甲基化修饰系统相关基因(dDnmt2、dMBD2/3)在mRNA水平的表达变化。【结果】重金属镉胁迫诱导了果蝇卵巢、精巢、去卵巢雌果蝇、去精巢雄果蝇、完整雌果蝇、完整雄果蝇的dDnmt2、dMBD2/3在mRNA水平的表达上调,呈现一定剂量依赖性及雌、雄组织差异性,且这种表达变化持续至子一代。【结论】研究结果揭示了重金属镉胁迫可诱导果蝇dDnmt2、dMBD2/3表达量上调,其可能与果蝇的DNA甲基化修饰过程相关联,导致表观遗传变异并可能向子代传递。

摘要: 【目的】调查寄生黑腹果蝇Drosophila melanogaster的日本开臂反颚茧蜂Asobara japonica的生物学特性,明确其寄生对寄主生长发育及免疫反应的影响。【方法】运用解剖成像和实时荧光定量PCR技术调查分析了日本开臂反颚茧蜂的各发育阶段发育历期、形态特征,以及日本开臂反颚茧蜂寄生黑腹果蝇2龄幼虫后的寄生率、出蜂率及寄主化蛹时间和寄主免疫通路15个主要基因(Toll通路中的SPE,Toll,Myd88,Dif和Drosomycin, Imd通路中的PGRP-LE,PGRP-LC,imd,Relish和Diptericin及PO通路中的Spn27A,MP2,yellow-f2,DoxA2和PPO1)转录水平的变化。【结果】在25±1℃,相对湿度50%±1%和光周期16L∶8D条件下,日本开臂反颚茧蜂的卵期平均为2.38±0.01 d,幼虫期为5.36±0.07 d,蛹期为8.30±0.04 d。日本开臂反颚茧蜂寄生黑腹果蝇2龄幼虫,其寄生率为94.9%±4.0%,出蜂率为64.3%±7.1%。另外,日本开臂反颚茧蜂寄生使黑腹果蝇幼虫50%化蛹时的化蛹时间比未被寄生对照显著延缓约0.5 d;寄生后黑腹果蝇抗菌肽基因Drosomycin和Diptericin转录水平显著上调,而原酚氧化酶基因PPO1转录水平则显著下调。【结论】通过延缓寄主发育和抑制寄主的黑化反应,日本开臂反颚茧蜂能够在黑腹果蝇幼虫上成功寄生。本研究的结果为进一步规模化扩繁日本开臂反颚茧蜂并进行田间生物防治应用提供了理论基础。

摘要: 【目的】真核细胞内线粒体稳态由多条分子通路共同调控,其中miRNA的重要性在最近日益凸显。但是对miRNA如何调控线粒体稳态仍缺乏全面准确的认识。本研究旨在探究miRNA对线粒体稳态的调控作用及机制。【方法】在黑腹果蝇Drosophila melanogaster幼虫脂肪体细胞中对miRNA进行过表达筛选,监测线粒体形态变化。通过生物信息学方法预测参与调控线粒体稳态的miRNA下游靶标,并通过RNAi敲低实验检验靶标基因对线粒体形态的影响。【结果】在黑腹果蝇幼虫脂肪体中监测了过表达106个miRNA对线粒体形态及果蝇发育的影响,发现21个miRNA过表达引起脂肪体发育异常,其中10个miRNA过表达可以导致幼虫期致死,11个miRNA过表达导致蛹期致死。过表达miR-2导致黑腹果蝇脂肪体细胞中线粒体异样聚集。序列分析表明miR-2很可能靶向调控Pink1基因。Pink1基因表达量确实因miR-2过表达而下调。遗传互作实验发现过表达Pink1基因可以拯救过表达miR-2引起的线粒体异样聚集。【结论】结果说明miR-2很可能通过靶向Pink1基因参与调控线粒体稳态。

摘要: 【目的】在活体水平验证飞蝗Locusta migratoria羧酸酯酶基因LmCesA1和LmCesA2是否参与有机磷杀虫剂的代谢解毒。【方法】采用Gal4/UAS系统,借助转基因技术,构建两个转基因黑腹果蝇Drosophila melanogaster品系,选取3品系Gal4(act-Gal4, tub-Gal4和c601-Gal4)果蝇作为母本分别与两种转基因果蝇(UAS-LmCesA1和UAS-LmCesA2)以及一种亲本对照果蝇(RB0006{y v; attP40, y+})进行杂交。对子一代转基因果蝇从DNA和RNA水平进行验证,筛选出成功构建的品系。采用生物测定方法检测转基因果蝇与Gal4果蝇杂交后代对马拉硫磷的抗性。【结果】转基因果蝇DNA水平鉴定结果显示,转基因果蝇tub>LmCesA1和tub>LmCesA2中分别扩增到目的基因LmCesA1和LmCesA2,而对照组果蝇tub>attP40中未扩增到目的基因。转基因果蝇RNA水平的检测结果显示,这两个基因在相应的杂交后代中均有表达,表明转基因果蝇构建成功。目的基因在转基因果蝇成虫不同组织中的表达结果表明,两个目的基因LmCesA1和LmCesA2分别在转基因果蝇c601>LmCesA1和c601>LmCesA2的肠道中高表达;LmCesA1在c601>LmCesA1果蝇肠道中的表达量分别是脑和表皮中的7.6和16.7倍,LmCesA2在c601>LmCesA2果蝇肠道中的表达量分别是脑和表皮中的5.4和10.9倍。杀虫剂生物测定结果显示,与对照组果蝇(c601>attP40)相比,超表达LmCesA2的果蝇(c601>LmCesA2)对马拉硫磷的抗性显著提高,抗性倍数为1.67。【结论】本研究的结论与我们前期采用RNAi结合杀虫剂生测的研究结论一致,即羧酸酯酶基因LmCesA2可能参与飞蝗对马拉硫磷的代谢解毒过程。

摘要: 【目的】研究黑腹果蝇Drosophila melanogaster对短小乳杆菌Lactobacillus brevis有氧与无氧代谢产物的产卵选择,并解析这些代谢产物影响果蝇产卵行为的机制和生物学意义。【方法】应用产卵双选择装置,检测成年雌果蝇产卵的选择行为;利用黑暗条件(暗盒)、嗅觉突变体和摘除前足味觉感受器的方式探究介导该行为的感觉系统;通过在不同浓度乳酸(0, 70, 280 mmol/L)的培养基上培养黑腹果蝇,探究乳酸对其后代的发育历期和存活率的影响;利用免疫荧光染色法检测乳酸对果蝇肠道上皮细胞增殖情况的影响。【结果】短小乳杆菌无氧代谢产物引起成年雌性黑腹果蝇产卵避性,产卵指数为-0.47;短小乳杆菌有氧代谢产物乳酸含量为0.4 mmol/L,无氧代谢产物乳酸含量为126.8 mmol/L;雌性果蝇对乳酸同样产生产卵避性反应,且产卵避性随乳酸浓度的增高而增强。切除前足的果蝇对乳酸的产卵避性显著降低。与对照相比, 70 mmol/L的乳酸使幼虫的成蛹时间和成虫羽化时间分别延长了1.42 d和1.17 d,存活率降低了36.0%。乳酸明显破坏肠道上皮的完整性,促进肠道上皮细胞的增殖。【结论】短小乳杆菌无氧代谢产物引起成年果蝇产卵避性。果蝇主要通过味觉感知短小乳杆菌无氧代谢产物乳酸,这引起果蝇产卵避性,从而提高后代的生长发育和幼虫的存活率。