[目的]从橘小实蝇中鉴定Bdfor基因,研究其对橘小实蝇联系性颜色学习的影响,解析昆虫联系性颜色学习的内在机制.[方法]根据黑腹果蝇Dmfor基因,结合橘小实蝇基因组和NCBI数据库,筛选出橘小实蝇Bdfor基因序列,并进行生物信息学分析和克隆测序验证;同时,对橘小实蝇进行联系性颜色学习试验,利用RNAi技术靶向沉默Bdfor基因后,观察其对橘小实蝇联系性颜色学习的影响.[结果]成功筛选出橘小实蝇Bdfor,其编码的for蛋白与 3 种实蝇科昆虫辣椒实蝇、橄榄实蝇、地中海实蝇的for蛋白聚为一族,含有 1 个STKs结构域和 2 个CAP-ED结构域.此外,橘小实蝇具备一定的联系性学习能力,当以绿色或蓝色为条件刺激和蔗糖配对,进行奖励学习时,橘小实蝇可将绿色或蓝色和蔗糖相联系,进行颜色学习,改变自身趋性.当以黄色为条件刺激和奎宁配对,进行惩罚学习时,橘小实蝇也可将黄色和奎宁相联系,同样进行颜色学习并改变趋性.然而,在靶向沉默Bdfor后,这种学习能力便消失或减弱.[结论]Bdfor影响橘小实蝇联系性颜色学习行为,这一结果为进一步开发害虫防治新技术提供了依据.

射精球蛋白EBP主要由射精管释放,是果蝇精液的重要组成部分.但是,EBP的具体作用机制及其在果蝇其它生命活动中的功能仍不清楚.本文检测了果蝇Ebp和EbpⅡ基因在不同发育阶段以及成虫精巢与卵巢中的表达水平.结果发现,Ebp和EbpⅡ基因在成虫中的表达水平显著高于其它发育阶段的果蝇,且它们在精巢中的表达显著高于卵巢.生物信息学分析表明,EBP和EBPⅡ蛋白仅包含若干低复杂区域,不含特殊的结构域,且它们的理化性质存在差异.在精细胞中特异性敲降Ebp后,果蝇储精囊中缺乏成熟的精子,但敲降EbpⅡ后精巢没有显著的表型变化.TUNEL实验结果显示,在精细胞和生殖干细胞中特异性敲降Ebp的表达均能引起精子束的异常凋亡.由此,推测Ebp基因参与果蝇精子发生过程,并在维持精细胞存活过程中起关键作用.

阿尔茨海默病(AD)是较为常见的慢性神经退行性改变.果蝇遗传背景清晰、实验操作简便、与人类疾病有关的基因或是与其高度相似的同源基因都可以在果蝇体内找到.利用果蝇经典的半乳糖调节上游启动子元件4-上游激活序列(GAL4-UAS)系统已建立了多种AD果蝇模型,开展了 AD的分子机制及药物筛选研究.本文针对不同类型的AD果蝇模型的制备原理、方法及应用作一综述,为利用果蝇进行AD研究提供思路.

目的 基于不同模式生物,观察黄芪对自然衰老模型的改善作用及初步机制.方法 构建非啮齿和啮齿自然衰老模型,包括秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇以及野生型小鼠 3 种模式生物.线虫及果蝇分为空白对照组,黄芪总提物低、中、高剂量组;小鼠分为自然衰老组、给药组、脏笼饲养衰老组以及脏笼饲养给药组.给药组小鼠每天灌胃给予黄芪总提物,连续给药 5 个月.饲养至所有线虫及果蝇全部死亡,以计算寿命及生存率;对线虫运动能力及咽泵频率进行评估.果蝇培养至Day38 后,每隔 2d将所有果蝇进行 15～30 min紫外照射,直至所有果蝇全部死亡,以计算其UV刺激下的生存率;以胭脂红肠转运及葡萄糖吸收实验评估小鼠肠道功能;通过阿利新蓝-过碘酸雪夫氏(Alcian blue periodic acid-Schiff,AB-PAS)染色以及Edu染色观察小鼠肠道绒毛长度、隐窝深度、杯状细胞数量以及肠干细胞迁移距离;通过qPCR定量检测小鼠肠道内相关基因表达情况;通过Illumina PE250 平台对小肠内容物DNA片段进行双端(Paired-end)测序分析.结果 黄芪可显著提高线虫寿命(P<0.05),显著恢复线虫运动能力(P<0.05)及咽泵速率(P<0.01),显著减少脂褐素堆积(P<0.01).在紫外照射应激状态下,果蝇寿命缩短(P<0.05),黄芪可显著延长果蝇寿命(P<0.05),明显提高雄性果蝇生命中期的运动能力(P<0.05).黄芪可显著改善小鼠的肠道吸收、转运功能(P<0.05),改善小肠绒毛形态(P<0.01),增加肠干细胞迁移距离(P<0.001).衰老小鼠肠道菌群的物种多样性和丰富度降低(P<0.01),厚壁菌门细菌丰度显著降低(P<0.05).黄芪可显著上调衰老小鼠体内芽孢杆菌纲、乳酸杆菌种细菌丰度(P<0.05,P<0.01).结论 黄芪可有效延长线虫及果蝇等模式生物寿命,改善自然衰老小鼠的衰老表征,具有调控肠道菌群稳态以及改善肠干细胞活性的作用.

目的 构建基于ΦC31整合酶和载体质粒pUASTattB的果蝇转基因系统的阴性对照品系,为转基因果蝇研究实验提供更科学的阴性对照.方法 用显微注射法将载体质粒pUASTattB(可携带目的基因完成定点插入的常用载体质粒)转入携带ΦC31整合酶的4种不同遗传背景的果蝇品系attP-25C6、attP-68A4、attP-75B1和attP-86F8胚胎中,培养获得G0代成虫后将每只G0代成虫分别与平衡子果蝇品系ywR13S做单管杂交(每管中G0代成虫1只与ywR13S 3只进行杂交),通过观察G1代果蝇的复眼颜色,判断是否有mini-White插入,计算成功插入的概率.再选取成功插入mini-White的G1代果蝇成虫与3种平衡子果蝇品系DB、ywR13S和yw122分别做单管杂交(1只G1代雄果蝇与3只平衡子品系处女蝇杂交),平衡保种.提取保种好的果蝇品系基因组DNA,用PCR法鉴定载体质粒pUASTattB转入情况.结果 4种不同遗传背景的果蝇成功显微转入pUASTattB质粒后,再用3种平衡子果蝇品系进行平衡保种,得到 12株果蝇品系,均为携带mini-White标记的红眼果蝇,PCR鉴定表明有pUASTattB序列插入.结论 12株转基因果蝇品系可基本满足以pUASTattB为载体构建的转基因果蝇研究实验的阴性对照需求,丰富了国家果蝇资源中心的果蝇资源.

昆虫均为完全或不完全变态发育,其幼虫和成虫阶段往往有着不同的资源需求.研究昆虫在幼虫和成虫阶段的生态位和适合度,有助于提升我们对昆虫物种共存和群落构建的认识.黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)和伊米果蝇(D.immigrans)是全球广布的两种果蝇,它们常常发生在相同的季节,且均在腐烂的水果上产卵,幼虫寄生在其中完成生长发育.本研究通过转瓶实验评估了这两种果蝇在连续竞争过程中的内禀增长率和种内与种间竞争系数,并进一步检验了它们的成虫对产卵场所,以及幼虫对食物的竞争强度,据此计算了两个物种在成虫和幼虫阶段的生态位分化与适合度差异,在当代物种共存理论的框架下分析了影响两种果蝇共存的关键因素.结果表明,连续饲养过程中,黑腹果蝇表现出更高的适合度,大概率会竞争排斥掉伊米果蝇.具体而言,两种果蝇在幼虫和成虫期均有极大的生态位重叠,虽然伊米果蝇成虫对产卵场所有着更高的利用率,黑腹果蝇的幼虫在生长发育阶段对饲料有着更高的利用率,但两种果蝇在成虫、幼虫阶段竞争的结果更多地取决于谁先占据资源.本研究表明昆虫在不同发育阶段对资源利用率的变化会在一定程度上影响它们共存的可能性.

[目的]本研究旨在克隆西方蜜蜂Apismellifera RNA m6A甲基转移酶14(methyltransferase 14,METTL14)基因AmMETTL14,分析AmMETTL14的理化性质和分子特性以及AmMETTL14在工蜂不同发育阶段和不同组织中的表达模式,并制备AmMETTL14多克隆抗体,为持续深入开展AmMETTL14的功能研究提供参考和基础.[方法]通过PCR扩增西方蜜蜂AmMETTL14的CDS并进行Sanger测序验证.使用相关生物信息学软件对AmMETTL14进行生物信息学分析,并构建系统进化树.通过原核表达系统诱导表达AmMETTL14融合蛋白,免疫新西兰白兔以制备多克隆抗体,利用ELISA和Western blot分别检测抗体的效价及特异性.采用RT-qPCR检测AmMETTL14在卵、幼虫、预蛹、蛹及工蜂成虫中以及刚出房工蜂成虫的触角、毒腺、脑、中肠、咽下腺、脂肪体和表皮7种组织中的相对表达量.[结果]成功克隆到西方蜜蜂AmMETTL14的CDS;AmMETTL14的分子式为C1957H3113N567O589S15,分子量约为44.49 kD,脂溶系数为79.97,理论等电点为8.58,平均亲水系数为-0.59,不含典型的跨膜结构域和信号肽,可同时定位于细胞核、线粒体和细胞质;西方蜜蜂、中华蜜蜂A.cerana cerania、黑大蜜蜂A.laboriosa、东方蜜蜂A.cerana、大蜜蜂A.dorsata、小蜜蜂A.florea、欧洲 熊蜂 Bombus terrestris、金环胡蜂 Vespa mandarinia、美洲东部熊蜂 B.impatiens 和黑腹果蝇Drosophila melanogaster的METTL14均含有MT-A70结构域和3个相同的保守基序;AmMETTL14与黑大蜜蜂的METTL14的氨基酸序列一致性最高(65.60％)且亲缘关系最近.制备的AmMETTL14多克隆抗体效价较高(大于512K)且特异性较强.AmMETTL14在7和8日龄预蛹与卵中的表达量相近且均显著高于在3日龄幼虫中的表达量,在12日龄蛹中的表达量显著高于卵、幼虫和预蛹中的表达量,在6,12和15日龄工蜂成虫体内的表达量显著高于1日龄工蜂成虫体内的表达量;AmMETTL14在刚出房工蜂成虫脑和咽下腺中的表达量与触角中的表达量相近且均显著高于在毒腺、中肠、脂肪体和表皮中的表达量.[结论]研究结果表明,AmMETTL14可能为亲水性、非跨膜和胞内蛋白,AmMETTL14在幼虫生长发育中发挥潜在的调控作用,制备得到的AmMETTL14的多克隆抗体效价高、灵敏度高和特异性强,为进一步探究AmMETTL14的功能及其参与的表观调控机制打下了基础.

[目的]探究骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)信号对黑腹果蝇Drosophila melanogaster浆细胞吞噬功能的影响.[方法]利用黑腹果蝇UAS-Gal4系统,特异性地在浆细胞中敲低BMP信号基因Dpp,Gbb,Tkv,Put,Med,Wit,Sax,Mad,Dad,Sal,Brk和Omb;向黑腹果蝇3龄幼虫和成虫中注射荧光标记的无致病性的微球(FluoSphere Microspheres)以及pHrodo标记的的革兰氏阴性细菌大肠杆菌Escherichia coli(pHrodo-Escherichia coli)和革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus(pHrodo-Staphylococcus aureus)后计算吞噬指数,分析浆细胞的吞噬能力.[结果]与对照组Cg＞w1118相比,在黑腹果蝇3龄幼虫浆细胞中敲低Dpp,Gbb,Tkv,Wit,Dad,Brk和Omb后,浆细胞对FluoSphere Microspheres的吞噬指数显著下降;敲低Dpp,Gbb,Tkv,Wit,Dad和Brk后破坏了浆细胞吞噬pHrodo-Escherichia coli的能力,敲低Gbb后,浆细胞吞噬pHrodo-Staphylococcus aureus的能力明显下降;此外还发现,在成虫中敲低Gbb和Dad后,总的浆细胞吞噬能力明显下降,敲低Put后,总的浆细胞吞噬能力上升.[结论]在黑腹果蝇幼虫中,Dpp,Gbb,Tkv,Wit,Dad,Brk和Omb正调控浆细胞吞噬功能,其中Dpp,Gbb,Tkv,Wit,Dad和Brk促进浆细胞吞噬革兰氏阴性细菌,Gbb促进浆细胞吞噬革兰氏阳性细菌.在黑腹果蝇成虫中,Gbb和Dad有助于总浆细胞的吞噬功能,Put负调控浆细胞的吞噬功能.

Notch信号传导途径首先是1900年早期在Otto L.Mohr的黑腹果蝇中观察到的.而 Notch 基因首次被克隆出来是在1983年.Notch可调节细胞分化、凋亡、增殖和形态发生,并且对细胞生物的生长发育至关重要〔1〕.Notch介导的信号传递在心血管发育和心血管疾病的发生发展过程中起着关键性作用.但是Notch信号传导是复杂的、多方面的,因为其受体、配体类型较多,功能也不十分清楚,且其下游靶基因没有被完全发现和认识.本文主要阐述Notch信号传导的基本特性及其在心血管疾病中的研究进展现状,重点介绍Notch信号传导与心血管相关疾病的相互作用关系.

唾腺染色体是最早发现于双翅目昆虫唾腺细胞的一种巨大染色体,现已广泛应用于细胞遗传、基因定位等研究中.用黑腹果蝇3龄幼虫为材料,压片法制备染色体标本,并对3种品系果蝇幼虫的唾腺染色体的形态结构进行比较.结果表明:果蝇唾腺染色体臂端粒端的横纹特征基本恒定,是辨认各染色体臂的最便捷方法;黑腹果蝇的3种品系果蝇幼虫在唾腺染色体横纹的宽窄、数目、排列顺序及疏密程度上不存在明显的差异,在不同变种之间无法区分.