【摘要】：小菜蛾(Plutella xylostella L.)屬于鱗翅目菜蛾科,在世界范圍內(nèi)對十字花科蔬菜造成嚴重為害,且對大多數(shù)化學殺蟲劑產(chǎn)生了很高水平的抗性。隨著氟苯蟲酰胺殺蟲劑的推廣應(yīng)用,小菜蛾對該殺蟲劑也產(chǎn)生了不同水平的抗性。本論文以實驗室獲得一個小菜蛾抗氟苯蟲酰胺品系(抗氟苯蟲酰胺品系FF28),及兩個田間種群(敏感種群S和田間抗性種群ZC36),運用高通量測序技術(shù)(RNA-Seq),對抗性小菜蛾品系/種群進行了轉(zhuǎn)錄水平的研究分析,對抗性品系/種群與敏感品系小菜蛾體內(nèi)差異表達的基因進行了生物學過程(biological process)和信號通路(pathway)數(shù)據(jù)富集分析,并從中篩選出與小菜蛾抗藥性相關(guān)的基因,并進行了生物信息學分析,以進一步揭示小菜蛾對氟苯蟲酰胺殺蟲劑的抗性分子機制。主要研究結(jié)果如下:1、抗氟苯蟲酰胺品系FF28和田間抗性種群ZC36與敏感種群S相比,顯著差異表達的基因分別有540個(其中顯著上調(diào)411個,顯著下調(diào)129個)和439個(顯著上調(diào)299個,顯著下調(diào)140個)。2、對獲得的這些差異表達顯著的基因主要富集的生物學過程(簡稱BP)和信號通路(pathway)途徑做了統(tǒng)計,主要集中于對刺激及化學物質(zhì)的反應(yīng)(response to stimulus)、環(huán)境壓力反應(yīng)(response to stress)、代謝過程(metabolic process)、脂類、氨基酸和蛋白質(zhì)的代謝過程(lipid metabolic process、amino acid metabolism和protein metabolic process)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、過氧化物酶體增殖物激活型受體(PPAR)、Wnt信號通路及酶活性調(diào)節(jié)。3、基因上調(diào)表達主要影響代謝通路中解毒酶的活性,其中FF28與ZC36之間上調(diào)表達的交集基因有218個,其中注釋到生物學途徑中的有50個,可能與抗性相關(guān)的途徑有30余個,S-vs-FF28與ZC36-vs-FF28共同上調(diào)的有25個基因,在藥劑的選擇壓力下,這25個基因主要富集于刺激及化學物質(zhì)的反應(yīng)、細胞蛋白質(zhì)的代謝過程、防御反應(yīng)和環(huán)境壓力反應(yīng)。4、氟苯蟲酰胺藥劑靶標受體的表達情況,FF28抗性品系與ZC36抗性種群雖然在魚尼丁受體表達水平上沒有表現(xiàn)出顯著的差異性,但與S相比,均有顯著性差異,其中ZC36抗性種群中RyR表達量下調(diào),FF28抗性品系中表達量部分下調(diào),但也有部分上調(diào),這可能與種群的遺傳性有關(guān)。5、發(fā)現(xiàn)了昆蟲多種代謝解毒酶基因,如:細胞色素P450基因家族、羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶等;發(fā)現(xiàn)了可能參與免疫防御反應(yīng)相關(guān)的基因,如熱激蛋白(Hsps)超基因家族;另有參與黑色素合成(Melanogenesis)相關(guān)的三個表達顯著上調(diào)基因(XM_011551310.1、XM_011556264.1和XM_011553349.1)。
【圖文】：

圖 2.1 RNA-Seq 實驗流程圖Fig.2.1 Principle and procedure of RNA-Seq2 標準信息分析流程圖 2.2 所示，參照 NCBI 已經(jīng)登錄的小菜蛾基因組序列對 RNA-Seq 獲得的相應(yīng)的生物信息學注釋分析。2.1 過濾雜質(zhì)數(shù)據(jù)測序得到的原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng) base calling 軟件轉(zhuǎn)化為序列數(shù)據(jù)，結(jié)果以 FA（Cock PJAet al., 2010）存儲并生成原始數(shù)據(jù) raw data 或 raw reads。由于可能包含低質(zhì)量序列、接頭序列等，為了保證信息分析結(jié)果的可靠性，我na GAPipeline v1.5 軟件，分析高通量數(shù)據(jù)的質(zhì)量，將所得序列數(shù)據(jù)中堿基Sequencing quality）表示，測序錯誤率用 E 表示，則 Illumina HiSeqTM2000測序質(zhì)量值存在以下關(guān)系：SQ =㧟10log10E（MinochenAE et al., 2011）。Ipeline v1.5 中 SQ 范圍為 2 到 41，去除雜質(zhì)數(shù)據(jù)得到 clean reads，數(shù)據(jù)過濾

圖 2.2 RNA-Seq 注釋分析流程圖Fig.2.2Analysis process of the RNA-Seq experiment 與參考序列比對短 reads 比對軟件 SOAPaligner/soap2 把 clean reads 分別比對到參考基基 因 序 列 上 ， 參 考 序 列 為 小 菜 蛾 基 因 組 www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/AHIO00000000.1） 測序評估統(tǒng)計每個樣品由 raw reads 得到的測序堿基數(shù)、clean datas 占 Raw datds 比對到參考序列上的比例以及測序飽和度分析，來評估測序的質(zhì)量 基因表達量統(tǒng)計泊松分布，參照 Audic S 等（1997）發(fā)表在 Genome Research 上的基檢測方法，假設(shè)觀測到基因 A 對應(yīng)的 reads 數(shù)為 x，已知在一個大文表達量只占所有基因表達量的一小部分，，在這種情況下，x 的分布服
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S433.4

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本文編號：2525493