本文關鍵詞：粘蟲脂動激素基因的克隆與成蟲期表達模式分析

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【摘要】：粘蟲Mythimna separata(Walker)是一種典型的季節(jié)性遠距離遷飛害蟲,也是嚴重威脅我國糧食作物生產(chǎn)安全的重大害蟲,廣泛分布于亞洲和澳洲的多個國家和地區(qū),每年在我國南北往返遷飛危害。近年來,由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)變化以及粘蟲的環(huán)境適應能力增強,粘蟲在我國的發(fā)生危害呈現(xiàn)加重趨勢,尤其是2012和2013年在全國范圍暴發(fā)成災。粘蟲的遠距離遷飛習性是其防治較為困難的主要原因,而能源物質(zhì)代謝則構成了遷飛動力的能量基礎。脂動激素(Adipokinetic Hormone,AKH)是一類主要由昆蟲的心側體腺細胞合成、儲存并釋放到血淋巴的神經(jīng)肽,在能源物質(zhì)代謝、飛行與生殖、逆境生理及免疫反應等方面具有重要的調(diào)控作用。粘蟲的飛行肌具有善于飛行的構造,糖類和脂類為粘蟲的飛行能源物質(zhì),但有關粘蟲能源代謝調(diào)控的分子機制尚未見報道。本文以粘蟲雌蛾為研究對象,采用RT-PCR和RACE技術對粘蟲脂動激素基因進行了全長克隆,并通過實時熒光定量PCR技術分析了相應的表達模式。主要研究結果如下:1、采用RT-PCR和RACE技術擴增獲得了2個粘蟲脂動激素基因的cDNA序列全長,分別被命名為MsepAKH1(GenBank登錄號:KP979739.1)與MsepAKH2(GenBank登錄號:KX096711.1)。粘蟲脂動激素基因MsepAKH1的cDNA序列全長為449 bp,其中開放閱讀框為207 bp,編碼68個氨基酸,預測的蛋白分子量為7.61 kDa,理論等電點為8.46。粘蟲脂動激素基因MsepAKH2的cDNA序列全長為668 bp,包含216 bp的開放閱讀框,編碼71個氨基酸,預測的蛋白分子量為7.78 kDa,理論等電點為6.13。蛋白保守區(qū)分析發(fā)現(xiàn),MsepAKH1與MsepAKH2均含有典型的脂動激素基因家族蛋白結構域,即在成熟肽的第4位、第8位、第9位分別為苯丙氨酸、色氨酸、甘氨酸殘基。2、采用生物信息學軟件進行序列比對和進化樹構建。結果表明,MsepAKH1和煙草天蛾MsexAKH、棉鈴蟲HarmAKH1、二化螟CsupAKH1、小菜蛾PxylAKH1具有較高的氨基酸序列一致性,均達53%以上,與煙草天蛾MsexAKH的序列一致性最高達56.9%。MsepAKH2和棉鈴蟲HarmAKH2、小菜蛾PxylAKH2、二化螟CsupAKH2、家蠶BmorAKH2的氨基酸序列一致性較高,均達45%以上,尤其是與棉鈴蟲HarmAKH2的一致性高達83.1%。進化樹分析結果與氨基酸序列比對結果基本一致,這也在一定程度上反映了親緣關系的遠近。3、采用實時熒光定量PCR技術分析了粘蟲雌蛾脂動激素基因MsepAKH1和MsepAKH2的時空表達模式。結果表明,MsepAKH1在初羽化雌蛾不同組織間的表達量差異顯著,以頭部和飛行肌內(nèi)表達為主,在脂肪體、卵巢與中腸內(nèi)的表達量顯著降低。對不同日齡雌蛾頭部和飛行肌內(nèi)的MsepAKH1表達量檢測發(fā)現(xiàn),在7日齡頭部和3日齡飛行肌內(nèi)的表達量分別顯著高于其他日齡相同組織的表達量。初羽化雌蛾MsepAKH2的組織表達模式與MsepAKH1相同,但對其不同發(fā)育階段表達分析發(fā)現(xiàn),在7日齡頭部的表達量最高,在5日齡飛行肌內(nèi)的表達量顯著高于其他日齡相同組織的表達量。本研究首次克隆得到2個粘蟲脂動激素基因的cDNA全長序列,并從mRNA水平明確了MsepAKH1和MsepAKH2在粘蟲雌蛾不同組織及發(fā)育階段的表達量差異顯著。本研究有助于闡明粘蟲飛行能源物質(zhì)調(diào)動的分子機制,不僅豐富了粘蟲的遷飛行為發(fā)生與調(diào)控機制理論,還可為進一步深入研究粘蟲脂動激素基因的具體功能奠定基礎,以期為建立以昆蟲神經(jīng)肽為靶標的粘蟲遺傳防治體系提供參考,從而實現(xiàn)粘蟲的可持續(xù)控制。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【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：1264135