本文關(guān)鍵詞：基于Distal-less基因的蝎蛉科（長(zhǎng)翅目）幼蟲(chóng)腹足同源性及起源研究

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【摘要】：昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)的腹足在數(shù)量和排列上有很大的差異,而這種多樣性被認(rèn)為是對(duì)環(huán)境的功能性適應(yīng),是自然選擇的結(jié)果。因此,對(duì)于腹足同源性及起源的研究有助于我們揭示其起源和進(jìn)化過(guò)程。然而,目前對(duì)于不同昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)腹足同源性及起源還存在著較大的爭(zhēng)議。長(zhǎng)翅目Mecoptera是全變態(tài)類昆蟲(chóng)中較原始的類群之一,存在一些獨(dú)特的發(fā)育特征,使之成為發(fā)育生物學(xué)研究中的重要類群之一。前人基于形態(tài)學(xué)和解剖學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)翅目幼蟲(chóng)胸腹足著生位置不一致,并且胚胎期腹足原基出現(xiàn)的時(shí)間要晚于胸足。這些使長(zhǎng)翅目成為研究昆蟲(chóng)腹足同源性及起源的模式物種之一,為昆蟲(chóng)腹足發(fā)育研究提供了一定的依據(jù),但是缺乏最直接的證據(jù)。因此,運(yùn)用先進(jìn)的分子生物學(xué)手段,從發(fā)育機(jī)理角度去探究長(zhǎng)翅目幼蟲(chóng)腹足同源性及起源問(wèn)題就顯得尤為必要。本研究以長(zhǎng)翅目蝎蛉科Panorpidae中的擬華山蝎蛉Panorpa dubia為代表,首先通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡確定了腹足發(fā)育的模式,然后通過(guò)胚胎整體原位雜交的方法對(duì)其腹足的分子發(fā)育機(jī)理進(jìn)行了研究。同時(shí)創(chuàng)立了一套適合于長(zhǎng)翅目昆蟲(chóng)的原位雜交流程。研究發(fā)現(xiàn),擬華山蝎蛉附肢發(fā)育時(shí)間是產(chǎn)卵后70 h-110 h,胸足原基出現(xiàn)時(shí)間為產(chǎn)卵后第70 h,而腹足原基則出現(xiàn)于產(chǎn)卵后第90 h,在70 h-80 h之間,腹足原基外側(cè)短暫出現(xiàn)過(guò)一對(duì)突起結(jié)構(gòu)。著生位置方面,腹足原基比胸足原基的位置更接近腹中線,而腹足原基外側(cè)的突起結(jié)構(gòu)則和胸足原基一致。結(jié)構(gòu)方面,胸足原基最終發(fā)育成具有5節(jié)結(jié)構(gòu)的胸足;而腹足原基則發(fā)育成不分節(jié)的腹足,并且小于胸足。克隆得到了擬華山蝎蛉的Distal-less(Dll)同源基因,該基因全長(zhǎng)2950 bp,ORF為834 bp,5’-UTR為1073 bp,3’-UTR為1043 bp,編碼278個(gè)氨基酸。基于序列比對(duì)及系統(tǒng)發(fā)育分析確認(rèn)該序列是擬華山蝎蛉的Dll基因。通過(guò)產(chǎn)卵后100 h胚胎的原位雜交發(fā)現(xiàn),Dll基因表達(dá)在胸足端部最末端的一節(jié)上,以及腹足的端部。而在腹足原基外側(cè)曾出現(xiàn)過(guò)突起的地方并未檢測(cè)到Dll基因的表達(dá)。通過(guò)擬華山蝎蛉的胚胎學(xué)觀察和調(diào)控基因Dll的表達(dá)分析,結(jié)合前人的關(guān)于蝎蛉科腹足的研究,本研究發(fā)現(xiàn)擬華山蝎蛉的胸足和腹足并非系列同源關(guān)系,并且腹足很可能起源于腹部附肢的基節(jié)內(nèi)葉。同時(shí)認(rèn)為擬華山蝎蛉的Dll基因不僅僅表達(dá)于附肢的端部,并且也出現(xiàn)在附肢相關(guān)的突起結(jié)構(gòu)的端部。
【關(guān)鍵詞】：蝎蛉科 腹足 同源 內(nèi)葉
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q964
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-15
• 1.1 昆蟲(chóng)的腹足及研究意義10
• 1.2 昆蟲(chóng)腹足同源性及起源研究10-12
• 1.3 控制昆蟲(chóng)腹足發(fā)育基因的研究概況12-13
• 1.4 長(zhǎng)翅目腹足研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5 本研究的目的及意義14-15
• 第二章 蝎蛉腹足在胚胎期的發(fā)育15-19
• 2.1 材料與方法15-16
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料15
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法15-16
• 2.1.2.1 胚胎顯微觀察15
• 2.1.2.2 掃描電鏡觀察15-16
• 2.2 結(jié)果與分析16-18
• 2.2.1 擬華山蝎蛉胚胎發(fā)育16
• 2.2.2 擬華山蝎蛉胚胎期腹足發(fā)育模式16-18
• 2.3 討論18-19
• 第三章 Distal-less基因的克隆及其表達(dá)位置分析19-34
• 3.1 材料與方法19-25
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料19
• 3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑19
• 3.1.3 主要儀器設(shè)備19-20
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)溶液配方20
• 3.1.5 實(shí)驗(yàn)方法20-25
• 3.1.5.1 擬華山蝎蛉總RNA的提取20-21
• 3.1.5.2 第一鏈cDNA的合成21
• 3.1.5.3 引物設(shè)計(jì)與合成21
• 3.1.5.4 Dll基因序列cDNA保守片段的克隆21-23
• 3.1.5.5 擬華山蝎蛉Dll基因的 3’RACE和 5’RACE23-24
• 3.1.5.6 Dll基因原位雜交樣品的制備24-25
• 3.2 結(jié)果與分析25-30
• 3.2.1 總RNA的提取25-29
• 3.2.2 擬華山蝎蛉Dll基因的全胚原位雜交29-30
• 3.3 討論30-34
• 3.3.1 擬華山蝎蛉Dll基因cDNA的克隆30-31
• 3.3.2 擬華山蝎蛉Dll基因的分子系統(tǒng)發(fā)育分析31
• 3.3.3 擬華山蝎蛉原位雜交體系的建立31-32
• 3.3.4 擬華山蝎蛉Dll基因表達(dá)的分析32-34
• 第四章 總結(jié)34-35
• 參考文獻(xiàn)35-40
• 致謝40-41
• 作者簡(jiǎn)介41-42
• 基金支持42

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本文編號(hào)：877246