飛蝗是世界性農(nóng)業(yè)害蟲(chóng),目前采用的化學(xué)防治手段帶來(lái)一系列安全問(wèn)題。不育昆蟲(chóng)技術(shù)具有物種特異性、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn),在害蟲(chóng)防治中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,研究昆蟲(chóng)育性具有重要的理論和實(shí)踐意義。PIWI亞家族蛋白主要在動(dòng)物生殖腺中與piRNA結(jié)合,調(diào)控轉(zhuǎn)座子沉默,維持基因組穩(wěn)定性,保證正常的配子發(fā)生。在這個(gè)過(guò)程中還需要PRMT5催化PIWI亞家族蛋白N端精氨酸甲基化修飾,保證PIWI亞家族蛋白正常發(fā)揮其功能。本文以飛蝗為研究對(duì)象,對(duì)LmPIWI亞家族基因及其甲基化基因Lmprmt5的分子特性、表達(dá)特性和功能進(jìn)行了探索研究,主要結(jié)果如下:1.飛蝗LmPIWI亞家族基因的分子特性分離并鑒定了飛蝗PIWI亞家族三個(gè)基因:Lmpiwi1、Lmpiwi2和Lmago3。LmPiwi1和LmPiwi2屬于Piwi/Aub進(jìn)化枝,LmAgo3屬于Ago3進(jìn)化枝�；蚪Y(jié)構(gòu)分析表明Lmpiwi1、Lmpiwi2和Lmago3分別含有16、15和17個(gè)外顯子。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析表明這三個(gè)基因均具有典型的PIWI蛋白保守結(jié)構(gòu)域:N-端結(jié)構(gòu)域、PAZ結(jié)構(gòu)域、MID結(jié)構(gòu)域和PIWI結(jié)構(gòu)域。在真核生物中,PIWI亞家族蛋白C... 

【文章來(lái)源】：山西大學(xué)山西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

果蠅piRNA的形成過(guò)程[1]

飛蝗PIWI亞家族和prmt5基因的分子特性及功能分析8精子。按照生殖細(xì)胞的不同發(fā)育程度，可把精巢管從上到下分為4個(gè)區(qū)域：原精區(qū)、生長(zhǎng)區(qū)、成熟區(qū)和變形區(qū)。原精區(qū)主要是精原細(xì)胞分布，精原細(xì)胞由管壁細(xì)胞衍生而來(lái)，細(xì)胞肥大，細(xì)胞核也較大，位于中央，分布密集但不成群。生長(zhǎng)區(qū)位于原精區(qū)下面，精原細(xì)胞進(jìn)入后被包圍形成育精囊（spermcyst，cst），呈放射狀排列，精原細(xì)胞分裂形成精母細(xì)胞，也有精母細(xì)胞在這里進(jìn)行有絲分裂。成熟區(qū)在生長(zhǎng)區(qū)的下方，精母細(xì)胞在此完成減數(shù)分裂形成精細(xì)胞。變形區(qū)在精巢小管的最后，在此區(qū)域包圍在育精囊中的精細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為精子，并且精子成熟后突破育精囊。此時(shí)它們往往仍聚集在一起呈束狀[117-119]。圖1.2雄性飛蝗生殖系統(tǒng)組織構(gòu)造[117]Fig.1.2Malelocustreproductivesystemorganization注：tes：精巢；tesl：精小管；vd：輸精管；vsm：儲(chǔ)精囊；dej：射精管；cog：交配器。1.4研究目的和意義今年1月，沙漠蝗（Schistocercagregaria）在部分非洲國(guó)家和南亞國(guó)家暴發(fā)成災(zāi)，是25年以來(lái)最嚴(yán)重的蝗災(zāi)。盡管此次蝗災(zāi)沒(méi)有波及到我國(guó)，并且認(rèn)為沙漠蝗入侵到我國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)很小，但仍然為我國(guó)治蝗工作提出預(yù)警。我國(guó)發(fā)生的蝗災(zāi)主要是飛蝗（東亞飛蝗），主要分布在北緯42°以南地區(qū)，以小麥、玉米等多種禾本科植物為食。

第二章飛蝗PIWI亞家族基因的分離與特性分析19圖2.1飛蝗PIWI基因全長(zhǎng)cDNA的PCR擴(kuò)增電泳Fig.2.1ElectrophoretogramforPCRamplificationproductsofPIWIgenesfromL.migratoria注：M：DNAmakerDL5000，1：Lmpiwi1的擴(kuò)增產(chǎn)物，2：Lmpiwi2的擴(kuò)增產(chǎn)物，3：Lmago3的擴(kuò)增產(chǎn)物2.3.2飛蝗PIWI亞家族蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析為了解這三個(gè)從飛蝗中分離出來(lái)的PIWI亞家族基因是否是果蠅PIWI亞家族基因的直系同源基因，我們選取了16種昆蟲(chóng)的48個(gè)PIWI亞家族成員構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)（圖2.2）。結(jié)果顯示，該系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)可以分為兩個(gè)進(jìn)化支，即Ago3（藍(lán)色分支）進(jìn)化支和Piwi/Aub進(jìn)化支。Piwi/Aub進(jìn)化枝包含三組，第一組（紅色分支）包含六種雙翅目昆蟲(chóng)，它們的Piwi和Aub像LewisS.H.描述的那樣明顯分為兩個(gè)亞組[20]。第二組（綠色分支）包括七個(gè)來(lái)自埃及伊蚊的Piwi和來(lái)自達(dá)氏按蚊的Piwi，它們與埃及伊蚊AaPiwi6密切相關(guān)。第三組（粉色分支）包含來(lái)自其他昆蟲(chóng)的Piwi/Aub成員。基于此系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，我們將來(lái)自飛蝗的三個(gè)PIWI蛋白命名為L(zhǎng)mPiwi1，LmPiwi2和LmAgo3，后者被歸類在Ago3進(jìn)化枝。盡管LmPiwi1和LmPiwi2可能源自一個(gè)重復(fù)事件，但是它們并未像西花薊馬FoPiwi1、FoPiwi2和內(nèi)華達(dá)古白蟻ZnPiwi1、ZnPiwi2一樣被歸類在同一個(gè)分支中，這清楚地表明它們?cè)谶M(jìn)化過(guò)程中已經(jīng)有一定程度的分化，然而它們都不是DmAub的直系同源物[20]。并且同屬直翅目的條紋草地蝗，鉆形蚱和飛蝗，LmPiwi1和條紋草地蝗SlPiwi1聚在同一分支中，鉆形蚱TsPiwi與它們也緊密相關(guān)，LmPiwi2與條紋草地蝗SlPiwi2聚在同一分支中，和飛蝗一樣在條紋草地蝗有兩個(gè)piwi/aub基因，而鉆形蚱中只有一個(gè)。這兩種昆蟲(chóng)在Ago3進(jìn)化枝中都有一個(gè)與LmAgo3聚在一起的Ago3，并且其他昆蟲(chóng)也都擁有一個(gè)Ago3（圖2.2，藍(lán)色分支）。綜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Piwi/piRNA調(diào)控異常與男性不育癥[J]. 王鑫,李智彤,劉默芳.  生命科學(xué). 2018(02)
[2]PRMT5與JAKs/STATs通路的相互作用及其機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 李慧,申徐良,左燁.  醫(yī)學(xué)綜述. 2017(09)
[3]非編碼RNA對(duì)哺乳動(dòng)物精子發(fā)生過(guò)程的調(diào)控[J]. 陳瑞,于帥,陳曉旭,杜健,朱振東,潘傳英,曾文先.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(02)
[4]靈芝精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶基因鑒定及表達(dá)分析[J]. 查良平,劉爽,趙玉洋,袁媛,黃璐琦.  中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志. 2016(15)
[5]PIWI proteins and their interactors in piRNA biogenesis,germline development and gene expression[J]. Hsueh-Yen Ku,Haifan Lin.  National Science Review. 2014(02)
[6]PIWIL1基因啟動(dòng)子調(diào)控的特異表達(dá)Cre重組酶的轉(zhuǎn)基因豬的構(gòu)建[J]. 段新平,高飛,武蓉,宋奇,韓楊,姚潮剛,紀(jì)元.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(09)
[7]東亞飛蝗雄性生殖系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)觀察及三維可視化數(shù)字模型[J]. 李德智,婁延霞,陳義昆,連國(guó)云,劉志剛,張澤華.  應(yīng)用昆蟲(chóng)學(xué)報(bào). 2012(01)
[8]東亞飛蝗（Locusta migratoria manilensis Meyen）生殖系統(tǒng)的解剖和組織構(gòu)造[J]. 劉玉素,盧寶廉.  昆蟲(chóng)學(xué)報(bào). 1959(01)



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