【摘要】：光是昆蟲生長發(fā)育的重要因子之一,與昆蟲自然生境不同的光源可對其造成光脅迫。棉鈴蟲Helicoverpa armigera(H.armigera)是典型性的夜行趨光昆蟲,但是夜間人工光源會(huì)對其產(chǎn)生脅迫作用,對其壽命、繁殖力和抗氧化酶系都產(chǎn)生了影響。截至目前對于昆蟲響應(yīng)光脅迫的相關(guān)研究還少有報(bào)道,昆蟲的趨光機(jī)理亦不明確。本研究解析了棉鈴蟲對長期光脅迫的生物學(xué)響應(yīng),構(gòu)建了棉鈴蟲的頭部轉(zhuǎn)錄組并解析了其響應(yīng)光脅迫的差異表達(dá)基因,鑒定了棉鈴蟲響應(yīng)光脅迫的神經(jīng)肽基因并明確其表達(dá)特征,比較了棉鈴蟲和模式昆蟲果蠅響應(yīng)光脅迫時(shí)熱激蛋白的表達(dá)特點(diǎn),這些研究對闡明棉鈴蟲響應(yīng)光脅迫的特點(diǎn)及分子機(jī)制具有重要意義,為闡明昆蟲趨光機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:1棉鈴蟲對光脅迫的生物學(xué)響應(yīng)本研究測定了長時(shí)間的紫外光脅迫對棉鈴蟲壽命、產(chǎn)卵、幼蟲及蛹的發(fā)育歷期,研究結(jié)果表明,棉鈴蟲在長期的光脅迫下,成蟲、幼蟲和蛹的發(fā)育歷期都比對照組顯著延長,總產(chǎn)卵量并無顯著差異。光脅迫組蛹的過冷卻點(diǎn)明顯上升。2棉鈴蟲頭部轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建及響應(yīng)光脅迫的差異表達(dá)基因研究棉鈴蟲雌成蟲在UVA、白光及黑暗對照的頭部混合樣品構(gòu)建轉(zhuǎn)錄組,共拼接52,513個(gè)Unigene,在7個(gè)不同數(shù)據(jù)庫中功能注釋成功的Unigene個(gè)數(shù)為:27,958(NR:53.24%)、17,105(NT:32.57%)、18,347(Swiss Prot:34.94%)、19,031(KOG:36.24%)、19,797(KEGG:37.70%)、143(GO:0.27%)以及19,167(Inter Pro:36.50%)。差異基因分析顯示,UVA組與黑暗組相比,表達(dá)下調(diào)基因?yàn)?3761條,上調(diào)基因17087條,總差異基因?yàn)?0848條。其中,注釋為p450、熱激蛋白、神經(jīng)肽的差異基因的數(shù)量分別為117、62、13條。這些數(shù)據(jù)提供了棉鈴蟲在轉(zhuǎn)錄水平上響應(yīng)光脅迫的重要信息庫,有助于解析棉鈴蟲光脅迫相關(guān)通路和生物過程。3棉鈴蟲響應(yīng)光脅迫的神經(jīng)肽基因的鑒定及表達(dá)獲得了34、17和58個(gè)編碼神經(jīng)肽、前體酶以及受體基因的unigenes。雄蟲IMFamide、leucokinin和s NPF基因在響應(yīng)光脅迫的過程中發(fā)生了轉(zhuǎn)錄水平的顯著改變,其中s NPF上調(diào)表達(dá),IMFamide,leucokinin下調(diào)表達(dá)。但雌蟲神經(jīng)肽基因并無改變。4棉鈴蟲和模式昆蟲果蠅熱激蛋白響應(yīng)光脅迫的表達(dá)鑒定出11個(gè)棉鈴蟲熱激蛋白基因Hsp19.5(KX845558)、Hsp19.7(KX845559)、Hsp20.0(KX845560)、Hsp20.7(KX845561)、Hsp20.8(KX845562)、Hsp21.4(KX845563)、Hsp22.0(KX845564)、Hsp27.2(KX845565)、Hsp60(KX845566)、HSC 70(KX845566)和HSC 90(KX845566),結(jié)合模式昆蟲果蠅已報(bào)到的11個(gè)熱激蛋白基因,研究了他們在響應(yīng)光脅迫后的表達(dá)模式,發(fā)現(xiàn)熱激蛋白家族基因互相作用共同抵御光脅迫。光脅迫誘導(dǎo)高水平上調(diào)表達(dá)的果熱激蛋白基因的起始密碼子的上游區(qū)域存在的與抗性相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合域。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S433.4
【圖文】：

圖 2.1 長期紫外脅迫對棉鈴蟲雌性成蟲壽命的影響Fig.2.1 Long term effects of UV light stress on female adult longevity of H. armigera

圖 2.1 長期紫外脅迫對棉鈴蟲雌性成蟲壽命的影響Fig.2.1 Long term effects of UV light stress on female adult longevity of H. armigera

圖 2.3 長期紫外脅迫對棉鈴蟲平均產(chǎn)卵量的影響ig.2.3 Long term effects of UV light stress on mean egg production per day of female oarmigera2 長期光脅迫處理對棉鈴蟲幼蟲歷期的影響長期光脅迫后棉鈴蟲幼蟲的發(fā)育歷期的變化如圖 2.5。對照組為 19.07±，長時(shí)間光脅迫組為 21.78±1.19 天，兩組之間存在顯著差異，長時(shí)間光脅棉鈴蟲蛹的發(fā)育歷期顯著延長（P < 0.01）。

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本文編號：2777633