大部分昆蟲可在滯育誘導(dǎo)期感受光周期信號(hào)的變化從而進(jìn)入滯育,而昆蟲在滯育誘導(dǎo)期對(duì)光周期信號(hào)的分子響應(yīng)尚不明確。二化螟Chilo suppressalis是一種重要的水稻害蟲,受短光照誘導(dǎo)后可以幼蟲形式進(jìn)入滯育,幼蟲3齡期是滯育誘導(dǎo)敏感期。本研究以滯育誘導(dǎo)光周期(LD12:12 h)和非滯育誘導(dǎo)光周期(LD16:8h)下的二化螟幼蟲為材料,采用了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、q RT-PCR、基因克隆等技術(shù)探究了二化螟滯育誘導(dǎo)期對(duì)光周期信號(hào)的分子響應(yīng),主要結(jié)果如下:1、二化螟滯育誘導(dǎo)期響應(yīng)光周期信號(hào)的敏感日齡光周期轉(zhuǎn)換試驗(yàn)結(jié)果表明,25oC條件下,二化螟幼蟲響應(yīng)光周期信號(hào)的敏感日齡為9-12日齡(幼蟲3齡時(shí)期)。2、二化螟滯育誘導(dǎo)期響應(yīng)光周期信號(hào)的差異表達(dá)基因?qū)?5oC下,LD12:12 h和LD16:8 h光周期下的二化螟10日齡幼蟲進(jìn)行比較轉(zhuǎn)錄組分析,共得差異表達(dá)基因1260個(gè),在滯育誘導(dǎo)條件下上調(diào)基因664個(gè),下調(diào)基因596個(gè)。結(jié)果分析表明,差異基因富集到顯著富集在Cardiac muscle contraction和Parkinson's disease通路上,同時(shí)也富集在ECM-receptor interaction、Calcium signaling pathway、c GMP-PKG signaling pathway、Phototransduction–fly等與光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的通路上。研究結(jié)果為進(jìn)一探討二化螟滯育誘導(dǎo)期光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程提供了基礎(chǔ)。3、二化螟滯育誘導(dǎo)期光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的克隆與表達(dá)模式對(duì)ina D、myosin-IIIb(屬“Phototransduction–fly”通路),PKG(屬“c GMP-PKG signaling pathway”通路)和CBP E63-1這4個(gè)光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因進(jìn)行克隆和表達(dá)模式分析。結(jié)果表明PKG、myosin-IIIb可能在滯育誘導(dǎo)期對(duì)光周期信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo);CBP E63-1、ina D可能主要在滯育誘導(dǎo)后期對(duì)光周期信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)。結(jié)果說明這4個(gè)基因可能參與二化螟滯育誘導(dǎo)期響應(yīng)光周期信號(hào)的調(diào)控。本研究明確了二化螟滯育誘導(dǎo)期響應(yīng)光周期信號(hào)的敏感日齡,獲得了二化螟滯育誘導(dǎo)期響應(yīng)光周期信號(hào)的差異基因,分析了與光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因在二化螟滯育誘導(dǎo)期的表達(dá)模式。研究結(jié)果為明確二化螟滯育誘導(dǎo)期對(duì)光周期信號(hào)的響應(yīng)機(jī)制奠定了基礎(chǔ),同時(shí)可為昆蟲滯育誘導(dǎo)期光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究提供參考。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S433.4
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

二化螟滯育誘導(dǎo)期對(duì)光周期信號(hào)的分子響應(yīng)研究處理，即 A1-A6 和 B1-B6。A 組中的幼蟲飼養(yǎng)在 LD16:8 h 條件下，在不同期用 LD12:12 h 對(duì)幼蟲進(jìn)行光周期轉(zhuǎn)換處理。處理 A1 的幼蟲一直飼養(yǎng)16:8 h 條件下；處理 A2 的幼蟲在 7、8 日齡時(shí)接受 LD12:12 h 處理，其余均接受 LD16:8 h 處理；處理 A3 的幼蟲在第 9、10 日齡接受 LD12:12 h 處余時(shí)間均接受 LD16:8 h 處理，其他處理以此類推。B 組中的幼蟲飼養(yǎng)12:12 h 條件下，在不同的時(shí)期用 LD16:8 h 對(duì)幼蟲進(jìn)行光周期轉(zhuǎn)換處理。試?yán)砭唧w見圖 2-1。每個(gè)處理 50-60 頭幼蟲，并設(shè)置 3 個(gè)生物學(xué)重復(fù)。二化螟蟲期 51 天后仍不化蛹視為其已進(jìn)入滯育（Chen et al 2016），統(tǒng)計(jì)各處理進(jìn)育的幼蟲數(shù)量，計(jì)算各處理滯育率。

二化螟幼蟲滯育率較低，分別為 97.6%和 80.6%顯著低于處理 B1、B2、B6 的滯育率（圖3-1 B）。已有研究表明二化螟 3 齡期屬于滯育誘導(dǎo)的敏感齡期（Xiao et al 2009a），而二化螟 9-12 日齡時(shí)期屬于 3 齡期。3.2 二化螟滯育誘導(dǎo)期響應(yīng)光周期信號(hào)的差異表達(dá)基因?yàn)榱松钊胩骄慷跍T導(dǎo)期對(duì)光周期的響應(yīng)機(jī)制，本研究應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，篩選二化螟滯育誘導(dǎo)期敏感期響應(yīng)光周期信號(hào)的差異表達(dá)基因。結(jié)合以往的研究，本研究在二化螟幼蟲期 10 日齡對(duì) LD12:12 h 和 LD16:8 h 光周期下的二化螟進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。3.2.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果質(zhì)量評(píng)估和 Trinity 拼接樣品測(cè)序結(jié)果質(zhì)量評(píng)估見表 3-1。各樣品測(cè)序結(jié)果錯(cuò)誤率均為 0.02%，GC 比例在 46%到 48%之間。RL、RS 這 2 個(gè)處理中得到的 Clean Reads 分別為 69203734條、75863594 條。將所得 Clean Reads 進(jìn)行 Trinity 拼接之后得到共得到 Transcripts197995 條，Unigenes 94448 條。測(cè)序結(jié)果中 Transcripts 和 Unigenes 的分布情況見圖 3-2 和圖 3-3。其中，Transcripts 的平均長(zhǎng)度為 713 bp，長(zhǎng)度在 200-500 bp之間的 Transcripts 占 67.64%；Unigenes 平均長(zhǎng)度為 1195 bp，長(zhǎng)度在 500-1000 bp之間的 Unigenes 占 29.83%（表 3-2）。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2853988