【摘要】：DNA測序技術(shù)是人類探索生命秘密的重要研究手段,隨著測序技術(shù)不斷發(fā)展,測序手段越發(fā)的成熟,測序成本越來越低,基因組時代的大潮席卷而來,數(shù)據(jù)量不斷的累積增加,生物信息學(xué)也隨之不斷的發(fā)展,不斷成熟。昆蟲作為地球上種類最為豐富的一個類群,與人類的生活息息相關(guān),基因組時代的昆蟲學(xué)研究離不開基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的數(shù)據(jù)支持,大數(shù)據(jù)時代的昆蟲學(xué)的研究思路和方法都會發(fā)生革命性的改變。害蟲危害農(nóng)作物帶來的減產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要問題。寄生蜂是許多農(nóng)業(yè)害蟲的天敵,被廣泛用作生物防治的手段,因此本文針對現(xiàn)有的寄生蜂基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)從生物信息的角度開展了研究,主要結(jié)果如下:1、WaspBase數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建植物、植食性昆蟲和寄生蜂,形成三級營養(yǎng)食物鏈。了解這一系統(tǒng)的相互作用,不僅有利于害蟲防治,而且有助于了解寄生蜂的寄生機(jī)制。WaspBase就是一個整合這三者之間關(guān)系的數(shù)據(jù)庫,包括36個物種的573個轉(zhuǎn)錄組、12個寄生蜂、8個寄生昆蟲和8種植物的基因組數(shù)據(jù)。從這些物種的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中分析了長鏈非編碼RNA(lncRNA)、非編碼區(qū)(UTR)和25個被廣泛研究的基因家族。同時提供BLAST、搜索、下載以及常用的工具如HMMER,MAFFT,Trimal和JBrowse等網(wǎng)頁服務(wù)。此外,WaspBase還收集了寄生蜂領(lǐng)域的研究人員。2、基因組水平的寄生蜂基因家族擴(kuò)張與收縮分析對現(xiàn)有的9個寄生蜂基因組數(shù)據(jù)開展了全基因組水平的基因家族分析,包括4個繭蜂科物種,4個小蜂總科物種,1個尾蜂。結(jié)果表明,同屬于繭蜂科或者小蜂總科的物種,在基因家族的擴(kuò)張和收縮方面既存在共性也存在較大的差異。對同時在3個及以上物種中擴(kuò)張或者收縮的基因家族進(jìn)行了分析,顯示寄生蜂細(xì)胞運(yùn)動、營養(yǎng)物質(zhì)合成相關(guān)的基因家族發(fā)生了普遍的收縮和丟失,而代謝和遺傳物質(zhì)合成等相關(guān)基因發(fā)生了明顯的擴(kuò)增。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中,長期的使用化學(xué)農(nóng)藥不僅僅會導(dǎo)致該地區(qū)害蟲抗藥性增強(qiáng),同時也會殺傷寄生蜂,若寄生蜂持續(xù)遭受傷害,造成的后果十分嚴(yán)重,但是寄生蜂作為生物防治的重要手段,構(gòu)建寄生蜂數(shù)據(jù)共享平臺,從基因組水平對寄生蜂基因家族進(jìn)行分析,對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有著重要的意義。
【圖文】：

防治是一種環(huán)境友好的害蟲防治方法。寄生蜂是許多重要經(jīng)濟(jì)害蟲的有名的生物防治劑。寄生蜂是一類膜翅目昆蟲產(chǎn)卵或在宿主體內(nèi)[46]，寄生宿主直至化蛹，最終會殺死宿主[47]。然而，利用寄生蜂防治害蟲具有明寄生蜂的發(fā)展滯后于害蟲的爆發(fā)和控制效率的低下[40]。了解寄生蜂與其抗作用是提高控制效率的一項重要任務(wù)。目前，34 個寄生蜂的基因組據(jù)已被存放在公共數(shù)據(jù)庫如美國國家生物技術(shù)信息中心 (NCBI)。此外的8個寄主[48-50]和8個被這些昆蟲宿主破壞的植物[51-56]的基因組也可被資源在公共數(shù)據(jù)庫不能被很好的組織利用，因此建立一個寄生蜂相關(guān)的便利的數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)挖掘，，有效的組織數(shù)據(jù)，方便研究者使用。

圖 2-2 WaspBase 數(shù)據(jù)庫功能模塊Figure 2-2 Overview of WaspBase function modules3.1 BLAST 序列比對模塊BLAST[60](Basic Local Alignment Search Tool)是基于 Altschul 等人在J.Mol.Biol 上發(fā)表的方法，查詢序列對序列數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行同源性序列比對，找到相似度大同源性高的序列。BLAST 可處理任何數(shù)量的序列，包括蛋白質(zhì)序列和核酸序列，NCBI 現(xiàn)階段的 BLAST 版本是 2.80，里面包含五種 BLAST。（1）BLASTP 是直接比較蛋白序列之間的相似性，將蛋白序列比對到自己構(gòu)建的蛋白序列庫中，不需要任何的翻譯。（2）BLASTX 是將核酸序列比對到蛋白庫上，比較核酸序列和蛋白質(zhì)序列之間的相似性，但是需要先將核算序列翻譯成蛋白質(zhì)序列，這就產(chǎn)生了六種可能的蛋白序列，再和自己構(gòu)建的蛋白序列庫進(jìn)行比較。（3）BLASTN 是直接比較核酸序列之間的相似性，將核酸序列比對到自己構(gòu)建的核酸序列庫中。（4）TBLASTN 與BLASTX 相反，是將蛋白序列比對到核酸庫中，但是它是需要先將庫中的核酸序列
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S476.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2611036