【摘要】：嗅覺系統(tǒng)在蚊蟲的覓食、擇偶、選擇產(chǎn)卵場所、躲避天敵等過程中至關(guān)重要。參與嗅覺信號傳導(dǎo)過程的主要因子包括氣味結(jié)合蛋白(OBPs)、氣味受體(ORs)、親離子受體(IRs)、氣味降解酶(ODEs)等。其中,氣味受體是嗅覺信號傳導(dǎo)過程的核心。因此,解析蚊蟲ORs的功能,將為開發(fā)新的蚊蟲防控措施提供理論依據(jù)。截止目前,岡比亞按蚊、埃及伊蚊、致卷庫蚊和白紋伊蚊等蚊蟲的ORs基因已經(jīng)完成全基因組鑒定,但中華按蚊的ORs基因尚未報道。本研究基于中華按蚊的基因組數(shù)據(jù),在全基因組水平上鑒定ORs基因,并進(jìn)行生物信息學(xué)分析;通過RT-PCR技術(shù)分析氣味受體基因在雌、雄蚊不同組織中的表達(dá)情況,篩選性別和組織特異表達(dá)的ORs基因。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)中華按蚊ORs基因的全基因組鑒定以岡比亞按蚊、埃及伊蚊和黑腹果蠅的氣味受體基因?yàn)樵儐栃蛄?通過BLAST比對和HMM模型對中華按蚊基因組進(jìn)行同源性搜索和比較分析,最終獲得58個候選ORs基因,所有基因均有完整的開放閱讀框,沒有假基因。根據(jù)與岡比亞按蚊ORs基因的同源性,將中華按蚊ORs基因命名為AsOR1-AsOR77。(2)中華按蚊ORs直系同源基因的鑒定將中華按蚊AsORs基因作為詢問序列,搜索岡比亞按蚊、埃及伊蚊和致卷庫蚊基因組數(shù)據(jù)庫,鑒定出AsORs基因在這三種蚊蟲中的1:1直系同源基因個數(shù)分別為42、18和13個。在中華按蚊、岡比亞按蚊和致卷庫蚊中1:1:1直系同源基因關(guān)系的有6個,在中華按蚊、岡比亞和埃及伊蚊中1:1:1直系同源基因有9個,在中華按蚊、岡比亞按蚊、埃及伊蚊和致卷庫蚊有1:1:1:1直系同源基因的有8個。(3)中華按蚊ORs的特征分析、基因結(jié)構(gòu)及Scaffold分布對AsORs基因的蛋白質(zhì)編碼序列分析發(fā)現(xiàn),AsORs的分子量大小在40-54KDa之間,等電點(diǎn)為5.36-9.50,均無信號肽,均為疏水性蛋白,亞細(xì)胞定位于細(xì)胞質(zhì)膜上,大多數(shù)基因都是7次跨膜,大部分AsORs的C端都存在SYS和WY保守基序。所有的AsORs基因都有1-7個不等的外顯子,外顯子數(shù)目在3-6個的AsORs基因的占總基因的70%。AsORs基因的內(nèi)含子最小為23bp,最大為3790bp,內(nèi)含子大小在1-100bp占總數(shù)的78%。AsORs基因分布在18個scaffold上,其中分布在scaffold14的AsORs基因有13個,有scaffold9上只分布有1個AsORs基因,且大部分AsORs基因在染色體上成簇分布。(4)中華按蚊ORs的系統(tǒng)發(fā)生分析和選擇壓力分析通過構(gòu)建中華按蚊、岡比亞按蚊、埃及伊蚊和致卷庫蚊ORs基因的系統(tǒng)發(fā)育樹發(fā)現(xiàn),埃及伊蚊和致卷庫蚊的40個ORs基因單獨(dú)形成一支,中華按蚊和岡比亞按蚊的23個基因也單獨(dú)形成一支,其他基因分散在整個進(jìn)化樹中。進(jìn)化樹上顯示節(jié)點(diǎn)值大于70%,不同支分上的基因數(shù)目差異較大,聚集ORs基因最多的有45個,最少的有7個。用PAML對中華按蚊和岡比亞按蚊成對直系同源ORs基因進(jìn)行Ka/Ks計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),所有AsORs基因的Ka/Ks1,呈現(xiàn)出純化選擇。(5)中華按蚊ORs在不同組織中的表達(dá)用RT-PCR方法研究了AsORs基因在雌、雄成蚊的觸角、下顎須、喙、足和四齡幼蟲中的表達(dá)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在雌、雄蚊中表達(dá)的AsORs基因分別為47和37個,在幼蟲中有16個基因。與雄蚊相比,有10個AsORs在雌蚊中特異性表達(dá),而只有AsOR9在雄蚊中特異表達(dá)。在雌蚊中,觸角有44個基因表達(dá),下顎須中有11個表達(dá),喙中有13個基因表達(dá),足中有3個基因表達(dá);在雄蚊中,觸角、下顎須、喙中分別有30、17和7個基因表達(dá)。在雄蚊蟲的足中沒有檢測到AsORs基因的表達(dá)。本文在全基因組的水平上鑒定了氣味受體ORs基因,并進(jìn)行生物信息學(xué)分析和組織表達(dá)分析,這將有助于理解中華按蚊ORs基因的進(jìn)化也為嗅覺機(jī)制的研究提供參考基因。
【學(xué)位授予單位】：重慶師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q963
【圖文】：

12圖 1.1 昆蟲嗅覺反應(yīng)模式圖[22]氣味結(jié)合蛋白首次在多音天蠶中被報道[19]，它是一類游離在感器淋巴液中的小分子的水溶性蛋白，氨基酸大小在 120~150 個之間，分子量約為 16kDa，

ORs基因鑒定情況

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2728047