本文選題：飛蝗 + 蛻皮　； 參考：《山西大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：昆蟲表皮是抵御外界復(fù)雜環(huán)境的第一道屏障。為適應(yīng)環(huán)境的變化、滿足個(gè)體的成長(zhǎng)需求,在昆蟲不同的發(fā)育階段,必須定期蛻去舊表皮并合成新表皮。昆蟲表皮主要由蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)構(gòu)成,并通過(guò)一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)形成精細(xì)結(jié)構(gòu)。本研究以我國(guó)重要農(nóng)業(yè)害蟲飛蝗為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)表皮蛋白中的Tweedle蛋白和參與幾丁質(zhì)代謝途徑中重要的miRNA進(jìn)行研究,探討Tweedle蛋白在表皮形成和代謝中的作用以及miRNA參與幾丁質(zhì)代謝途徑的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控功能的機(jī)理。1)Tweedle蛋白是表皮蛋白家族重要成員之一,其特點(diǎn)是具有4個(gè)特異性保守區(qū),能與幾丁質(zhì)結(jié)合。在果蠅中,當(dāng)Tweedle D發(fā)生突變時(shí),幼蟲表皮合成受損,無(wú)法維持正常體型,表明Tweedle家族在表皮的合成途徑中起重要作用。本研究通過(guò)搜索飛蝗轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù),獲得表皮蛋白基因LmTwdl1及LmTwdl2的序列,并證實(shí)這兩個(gè)基因?qū)儆赥weedle家族。通過(guò)Real-Time PCR分析了 Tweedle基因表達(dá)譜,結(jié)果表明,飛蝗Tweedle基因在表皮與前腸中表達(dá)量非常高,其他組織中基本不表達(dá);同時(shí),表皮不同發(fā)育階段表達(dá)變化顯示,Tweedle基因在5齡前期及中期低表達(dá),后期表達(dá)量迅速升高。原位雜交實(shí)驗(yàn)表明,LmTWl1轉(zhuǎn)錄物定位于體壁上皮細(xì)胞胞質(zhì)中。為研究飛蝗Tweedle基因的生物學(xué)功能,我們進(jìn)行了 RNA干擾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)RNA干擾LmTwdl1后,飛蝗出現(xiàn)蛻皮異常并大量死亡。HE染色與幾丁質(zhì)染色結(jié)果顯示,飛蝗表皮與對(duì)照相比無(wú)顯著差異,而電鏡結(jié)果顯示,RNAi后飛蝗新表皮中的上表皮厚度變薄,原表皮幾丁質(zhì)排布出現(xiàn)紊亂。以上結(jié)果表明LmTwdl1在飛蝗的蛻皮發(fā)育中起關(guān)鍵作用。研究結(jié)果將有助于進(jìn)一步加深對(duì)Tweedle基因功能的理解。2)幾丁質(zhì)代謝是表皮合成的關(guān)鍵步驟。幾丁質(zhì)合成酶(chitin synthase,CHS)與幾丁質(zhì)酶(chitinase,CHT)是幾丁質(zhì)代謝途徑中的兩種關(guān)鍵酶;miR-71與miR-263通過(guò)抑制靶基因LmCHS1及LmCHT10的表達(dá),參與幾丁質(zhì)的合成與降解,并調(diào)節(jié)蛻皮發(fā)育。通過(guò)注射miRNA激動(dòng)劑,分析miRNA過(guò)表達(dá)對(duì)靶基因表達(dá)量的影響,并通過(guò)原位雜交實(shí)驗(yàn)證明miRNA與其對(duì)應(yīng)靶基因在表皮細(xì)胞中共定位,同時(shí)發(fā)現(xiàn)miRNA過(guò)表達(dá)或RNA干擾靶基因后,飛蝗均出現(xiàn)表皮蛻皮異�，F(xiàn)象。結(jié)果表明,miRNA參與幾丁質(zhì)代謝途徑的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。以上研究結(jié)果有助于我們進(jìn)一步探索依賴LmCHS1及LmCHT10的幾丁質(zhì)代謝途徑的機(jī)制,闡明了蛻皮發(fā)育在飛蝗生活史中的重要意義,同時(shí)也為蝗災(zāi)控制提供了一種新的思路。
[Abstract]:Insect epidermis is the first barrier against complex environment. In order to adapt to the change of environment and meet the needs of individual growth, it is necessary to shed the old epidermis and synthesize new epidermis regularly at different stages of insect development. Insect epidermis is mainly composed of protein and chitin and forms fine structure through a series of complex biochemical reactions. In this study, the Tweedle protein in epidermal protein and miRNA involved in chitin metabolism pathway were studied with locust migratory locust, an important agricultural pest in China. To explore the role of Tweedle protein in epidermal formation and metabolism and the mechanism of miRNA involved in posttranscriptional regulation of chitin metabolism pathway. 1. Tweedle protein is one of the important members of epidermal protein family, which is characterized by four specific conserved regions. Can combine with chitin. In Drosophila, when Tweedle D mutated, the biosynthesis of larval epidermis was damaged, which indicated that Tweedle family played an important role in the synthesis of epidermis. In this study, the epidermal protein genes LmTwdl1 and LmTwdl2 were obtained by searching the transcriptome database of locust migratory locust, and the two genes were confirmed to belong to the Tweedle family. The expression profile of Tweedle gene was analyzed by Real-Time PCR. The results showed that the expression of Tweedle gene was very high in epidermis and foregut, but not in other tissues. The expression changes of Tweedle gene in epidermis at different developmental stages showed that the expression of Tweedle gene was low in the early and middle stages of the 5th instar, and the expression level of Tweedle increased rapidly In situ hybridization showed that LmTWl1 transcripts were located in the cytoplasm of human wall epithelial cells. In order to study the biological function of Tweedle gene, RNA interference experiment was carried out. The results showed that after RNA interference LmTwdl1, the migration locust had abnormal ecdysis and a large number of death. The results of HE staining and chitin staining showed that there was no significant difference in the epidermis between the migratory locust epidermis and the control, but the electron microscope showed that the upper epidermis of the new locust epidermis became thinner after RNAi. The arrangement of chitin in the original epidermis was disordered. These results suggest that LmTwdl1 plays a key role in the development of decidua. The results will be helpful to further understand the function of Tweedle gene (.2) chitin metabolism is a key step in epidermal synthesis. Chitin synthase (CHS) and chitinase (chitinase) are two key enzymes in chitin metabolism pathway: miR-71 and miR-263 participate in the synthesis and degradation of chitin by inhibiting the expression of target genes LmCHS1 and LmCHT10, and regulating the development of decidua. The effect of over expression of miRNA on the expression of target gene was analyzed by injection of miRNA agonist. The results of in situ hybridization showed that miRNA and its corresponding target gene were co-located in epidermal cells, and that miRNA overexpression or RNA interference target gene was found at the same time. The abnormal epidermal molting was found in all locust migratory locust. The results showed that miRNA was involved in the posttranscriptional regulation of chitin metabolism pathway. The above results are helpful for us to further explore the mechanism of chitin metabolic pathway dependent on LmCHS1 and LmCHT10, clarify the importance of molting development in the life history of migratory locusts, and provide a new idea for locust disaster control.
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q963

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本文編號(hào)：2067597