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】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。

摘要: 【目的】用大肠杆菌Escherichia coli和黑腹果蝇Drosophila melanogaster分别作为微生物和宿主模型,研究微生物对宿主产卵行为的影响,并探讨大肠杆菌对果蝇存活率的影响。【方法】本研究首先利用野生型果蝇在双选择食物装置分别检测果蝇对大肠杆菌发酵食物的产卵偏嗜性和位置效应;利用大肠杆菌细胞和上清液解析诱导这种行为的原因;利用视觉、味觉和嗅觉突变体果蝇检测作用的感觉系统;通过蛹和成虫存活率检验果蝇对大肠杆菌发酵食物的产卵选择后果。【结果】黑腹果蝇产卵对大肠杆菌发酵的食物具有极显著趋避行为,产卵指数为-0.89。黑腹果蝇产卵对大肠杆菌代谢产物的产卵指数为-0.52,对大肠杆菌菌体的产卵指数为0.02。Orco2突变体果蝇产卵对大肠杆菌发酵的食物趋避行为严重受损,对应的产卵指数为-0.25。大肠杆菌在食物上生长,黑腹果蝇后代的存活率不足5%,而划破食物表面可以显著地降低大肠杆菌引起的黑腹果蝇死亡,将其存活率恢复到正常水平。【结论】大肠杆菌会改变黑腹果蝇产卵行为,使黑腹果蝇避开在其发酵食物上产卵;大肠杆菌代谢产物引起黑腹果蝇产卵的趋避性,果蝇主要通过嗅觉并联合其他感觉系统感知大肠杆菌代谢产物;黑腹果蝇对大肠杆菌产卵趋避行为可提高后代存活率,因为大肠杆菌形成一层菌膜,会引起果蝇缺氧死亡。

摘要: 【目的】保幼激素反应区(juvenile hormone response region,JHRR)是在黑腹果蝇Drosophila melanogaster Krüppel homolog 1(Kr-h1)启动子转录调控区中鉴定获得的长120 bp的核苷酸序列。本研究旨在检测果蝇JHRR中3个类E-box序列(2个B box和1个C box)对JHRR核蛋白结合能力的影响,以及保幼激素(juvenile hormone,JH)、JH受体Met(Methoprene-tolerant)和热激蛋白Hsp83对JHRR核蛋白结合能力的调控。【方法】利用凝胶迁移阻滞(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)技术分析果蝇JHRR中2个B box或1个C box突变后JHRR与Kc细胞中核蛋白的结合情况;提取游走早期JH滴度较高时期JH缺失果蝇(Aug21-GAL4>UAS-Grim)、Met/Gce双缺失果蝇(Met(27)gce(2.5k))、Met超表达果蝇(Lsp2-GAL4>UAS-Met-V5)以及Hsp83纯合突变果蝇(Hsp8308445)脂肪体组织中的核蛋白,利用EMSA技术分析它们对JHRR核蛋白结合能力的调控情况。【结果】EMSA检测结果表明,B box或C box突变后均可降低JH促进的JHRR与Kc细胞中核蛋白的结合,且C box的效果更强;JH缺失果蝇、Met/Gce双缺失果蝇脂肪体组织中核蛋白与JHRR的结合几乎检测不到,而在Hsp83纯合突变果蝇脂肪体组织中核蛋白与JHRR的结合显著下降。相反,JHRR与核蛋白的结合在Met超表达果蝇中显著增强。【结论】B box和C box对JHRR与核蛋白结合是必需的,且JHRR与核蛋白的结合依赖于JH和Met,并且受Hsp83的调控。