摘要: 【目的】分析比较饲喂玉米Zea mays L.秸秆的白星花金龟Protaetia brevitarsis幼虫中肠、后肠中细菌群落结构,挖掘肠道细菌在白星花金龟消化秸秆中的功能。【方法】分别提取健康白星花金龟3龄幼虫10个样品(5个中肠内含物、5个后肠内含物)肠道细菌总DNA,利用Illumina HiSeq技术对白星花金龟幼虫中肠和后肠细菌的16S rDNA V4区序列进行测序,统计样品操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)数量,分析物种丰度、α多样性和β多样性,并将细菌群落信息映射到KEGG基因组数据库,进行细菌群落功能挖掘。【结果】共获得白星花金龟3龄幼虫肠道细菌1 062 897高质量reads,聚类为2 441个OTUs,总共注释到27个门,51个纲,77目,168科,326属。在属的分类阶元上,中肠中以假单胞菌属Pseudomonas为最优势属,后肠中以脱硫弧菌属Desulfovibrio为最优势属。α多样性分析表明,后肠群落多样性更丰富;β多样性分析结果显示,后肠微生物群落更稳定。细菌群落功能分析结果显示,中肠、后肠细菌群落都含有降解秸秆相关的酶系,其中,中肠降解木质素相关的通路更丰富,后肠降解纤维素的酶更多。【结论】采用Illumina HiSeq测序技术明确了饲喂玉米秸秆的白星花金龟幼虫中肠、后肠细菌群落结构与特点,进一步发现了肠道细菌在白星花金龟秸秆消化过程中发挥的作用,相关研究结果将为白星花金龟消化秸秆的机制深入研究提供参考,为我国秸秆资源化利用提供新思路。

摘要: 【目的】揭示铜绿丽金龟Anomala corpulenta Motschulsky气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因的表达特征及其与特异信息化合物的结合特性。【方法】通过RT-q PCR测定了铜绿丽金龟AcorOBP1基因的时空表达谱;用原核表达系统对AcorOBP1进行表达纯化,然后利用荧光竞争结合实验测定了AcorOBP1蛋白与56种候选化合物的结合特征。【结果】AcorOBP1基因在铜绿丽金龟卵、1龄幼虫和成虫等特定发育时期表达,在成虫触角中的表达量显著高于其他部位(P<0.05)。在被测的56种化合物中,AcorOBP1与53种化合物具有结合活性,其中结合能力较强的为小叶女贞Ligustrum quihoui挥发物水杨酸甲酯和癸醇,解离常数分别为2.10±0.08和5.04±0.59μmol/L。【结论】铜绿丽金龟AcorOBP1结合谱广,该蛋白可能在铜绿丽金龟对寄主植物小叶女贞的定位过程中发挥重要作用。

摘要: 【目的】了解日本龟蜡蚧Ceroplastes japonicus Green越冬前后对低温的耐受性和低温生存对策。【方法】采用热电偶法测定了日本龟蜡蚧雌成虫越冬前(10月)、越冬期(1月)及越冬后(4月)的过冷却点和冰点;采用生理生化方法测定了其体内的水分、脂肪、甘油、总糖、糖原以及海藻糖的含量。【结果】日本龟蜡蚧越冬期的过冷却点和冰点最低,分别为-13.74℃和-10.13℃,与越冬前(分别为-13.30℃和-9.95℃)差异不显著,但显著低于越冬后的(分别为-11.88℃和-7.12℃)。体内含水量在越冬期最低,为11.28%,显著低于越冬前(28.84%)和越冬后(29.60%)的含水量。脂肪含量在越冬前和越冬期较高,分别为86.38%和85.77%,且显著高于越冬后的(77.63%)。甘油含量在越冬前、后和越冬期均无显著差异。总糖含量在越冬前和越冬期均显著高于越冬后的。糖原含量在越冬前、越冬期和越冬后分别为4.03,5.45和1.76μg/mg,三者差异显著,越冬后糖原含量显著降低。海藻糖含量在越冬前最高为14.72μg/mg,显著高于越冬期(6.85μg/mg)和越冬后(7.92μg/mg),但越冬期和越冬后差异不显著。【结论】本研究结果明确了日本龟蜡蚧在越冬前后、越冬期的抗寒能力及与抗寒相关物质含量的变化情况,可为正确评价日本龟蜡蚧低温适应性、预测地理分布和种群变化提供理论依据。

摘要: 【目的】暗黑鳃金龟Holotrichia parallela通过气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)识别性信息素和植物挥发物准确而迅速地定位配偶、寄主植物。本研究通过克隆暗黑鳃金龟气味结合蛋白15a(Hpar OBP15a)基因,解析该基因的编码蛋白特征、组织表达模式及与寄主植物气味等化合物的结合特性方面的研究,为阐明暗黑鳃金龟基于嗅觉识别的寄主植物选择机理奠定理论基础。【方法】根据暗黑鳃金龟成虫触角转录组测序的结果,利用RT-PCR克隆了Hpar OBP15a基因;Real-time PCR方法分析了该基因在成虫不同部位的表达量差异;荧光竞争结合测定了Hpar OBP15a蛋白和58种候选化合物的结合特征。【结果】暗黑鳃金龟Hpar OBP15a基因全长534 bp,编码147个氨基酸,Gen Bank登录号为AK1834747。Hpar OBP15a在触角中特异表达,且在雌虫触角中表达量显著高于雄虫。在被测的58种化合物中,Hpar OBP15a与46种气味化合物具有较好的亲和性,其中与十二烷、十二醇结合能力最强,其解离常数分别为8.5和11.3μmol/L;同时,对性信息素(L-异亮氨酸甲酯和R-芳樟醇)也有一定的结合能力(解离常数分别为21.0和18.5μmol/L)。【结论】Hpar OBP15a具有广泛的气味结合谱,其中对榆树挥发物十二烷的结合能力最强,因此该蛋白可能在暗黑鳃金龟对榆树的定位过程中具有重要作用。

摘要: 【目的】昆虫的翅非常精巧与灵活,翅脉及翅关节的形态及功能长久以来受到众多领域科学家的广泛关注。由于历史条件的限制,昆虫翅的研究主要集中在翅脉,即使少量的有关翅关节形态的研究也主要是停留在二维形态数据分析的层面上。更重要的是,各骨片内部形态结构还未见报道。本研究的目的就是为了重建翅关节骨片内部和外部复杂的三维形态结构,全面呈现利用传统形态学方法无法获得的形态学信息,进而深入探究昆虫翅的形态与功能的关系。【方法】本文利用显微CT对鞘翅目4种金龟进行了扫描,通过计算机三维重建技术,对折叠和展开状态时后翅关节各个骨片(第1,2和3腋片及中片)的内部和外部的三维形态进行研究,展示和分析昆虫翅关节内部与外部形态结构和空间运动的复杂性。【结果】翅关节骨片的三维重建模型及虚拟切面图展示了其复杂的外部形态,主要表现在表面曲率的不均匀变化和部分结构的互相遮挡两个方面。前者主要表现骨片表面具有突起、沟槽、弯折以及外长物等。后者指各骨片均呈现了不同程度的弯折,有的弯折还会互相接触,最终形成筒状结构,这样不可避免造成部分结构被遮挡或包裹。三维重建模型的断层图显示了翅关节骨片并非是实心的结构,而是分为两层:靠近表皮的为高度骨化的外骨骼,而靠近骨片核心则为疏松的类似海绵状结构。本文还展示了各个骨片在后翅折叠状和展开状态下的空间位置,并对所研究的4个科的翅关节骨片的三维形态进行了比较。【结论】翅关节骨片具有复杂的内部和外部形态结构。关节骨片的内部海绵结构和外层强烈骨化的双层结构,可能与其尽量减小骨片的重量和节约运动能量,同时又尽量保持骨片的刚性结构的形态适应策略有关。此类形态适应在材料学、空气动力学等领域具有重要的仿生学意义。