韭菜遲眼蕈蚊(Bradysia odoriphaga)是危害韭菜等百合科蔬菜的一種重要害蟲,可導(dǎo)致韭菜大量減產(chǎn)。性別決定與分化是影響韭菜遲眼蕈蚊生殖、發(fā)育和種群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素,doublesex(dsx)基因是控制昆蟲性別分化的關(guān)鍵基因。但迄今為止對于韭菜遲眼蕈蚊dsx還沒有相關(guān)報(bào)道。為了研究韭菜遲眼蕈蚊的性別決定基因dsx,我們基于韭菜遲眼蕈蚊轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),比對到Bodsx相關(guān)片段,采用RT-PCR與RACE方法克隆出Bodsx基因,利用生物信息軟件對所得到的序列進(jìn)行結(jié)構(gòu)域預(yù)測、氨基酸序列比對和系統(tǒng)發(fā)育分析。采用定量PCR方法研究了dsx基因在韭菜遲眼蕈蚊不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)情況。采用RNAi技術(shù)初步研究了dsx基因在韭菜遲眼蕈蚊體細(xì)胞性別決定中的作用。具體結(jié)論如下:1.克隆了韭菜遲眼蕈蚊的Bodsx基因,擴(kuò)增出4條序列,包括6個(gè)外顯子,其中2個(gè)剪切體分別是非性特異性剪切體。預(yù)測了韭菜遲眼蕈蚊dsx蛋白,分為雌性特異性蛋白BoDSXF和雄性特異性蛋白BoDSXM。發(fā)現(xiàn)BoDSX具有保守的OD1與OD2結(jié)構(gòu)域,這2個(gè)結(jié)構(gòu)域主要參與DNA與蛋白質(zhì)的相互作用。發(fā)現(xiàn)了Bodsx具有雙翅目昆蟲dsx保守結(jié)構(gòu)域:RNA結(jié)合蛋白靶序列,內(nèi)含子沉默序列和蜂類重復(fù)序列。2.定量分析發(fā)現(xiàn),韭菜遲眼蕈蚊Bodsx基因從卵期開始表達(dá),3齡期開始上調(diào),最后在成蟲期達(dá)到最高且雄成蟲期表達(dá)量顯著高于雌蟲。3.研究了韭菜遲眼蕈蚊Bodsx基因在發(fā)育過程中的功能。Bodsx基因沉默后導(dǎo)致雄性體長和生殖刺突縮短,雌性翅長縮短。Bodsx沉默后還可能影響雄蟲的交配能力。韭菜遲眼蕈蚊Bodsx具有保守的昆蟲dsx的結(jié)構(gòu)和表達(dá)模式,初步研究了Bodsx基因在韭菜遲眼蕈蚊性別決定中的作用。研究結(jié)果有助于了解韭菜遲眼蕈蚊性別決定的分子機(jī)制,為研究通過控制性別特異特征發(fā)育基因來控制韭菜遲眼蕈蚊危害提供新思路。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S433
【部分圖文】：

圖 1 昆蟲遺傳型性別決定模式圖（Verhulst et al., 2015）Fig. 1 The insect genotype sex determination pattern（Verhulst et al., 2015）Y、XX/XO和 2n/1n分別代表不同染色體性別決定的模型。X-dose、csd、M-factoMP是性別決定的初始信號。sxl 和 tra是性別決定的關(guān)鍵基因。dsx是性別決定的性性狀發(fā)育的調(diào)控是多樣的，并像樹上的樹枝一樣延伸到兩性分化的各個(gè)方面。X/XO and 2n/1n (haplodiploidy) represent the different chromosomal sex determining stal imprinting and PSI+IMP are primary signal of sex determining. Sxl and tra are mas doublesex gene of sex determining. The regulation by dsx on dimorphic traits developand extends to all aspects of sexual differentiation like the branches on a tree.（Ceratitis capitata）的性別決定的初級信號是由一個(gè)位于體連鎖的強(qiáng)雄因子（M-factor）決定的（Willhoeft et al.，19與 tra 基因同源但不與 sxl 基因同源，能調(diào)控下游的 dsx 與 fet al.，2002；Salvemini et al.，2009）。在 XY 型的胚胎中，異性自我調(diào)控循環(huán)，也會(huì)對 mRNA 起作用或激活蛋白活性，式。然而在 XX 型胚胎中，由于沒有 M-factor 的存在，tra

Exon 5（352 bp）和一個(gè) Exon 6（1141 bp）的外顯子（圖2），分別命名為外顯子 E2、E3、E4、E5 和 E6。其中外顯子 E4 沒有擴(kuò)增到 polyA，但是擴(kuò)增到了終止密碼子 TGA。初步判斷 Bodsx 基因由 6 個(gè)外顯子組成：E1、E2、E3、E4、E5 和 E6。韭菜遲眼蕈蚊 dsx 產(chǎn)生 4種類型的轉(zhuǎn)錄本。E1、E2 和 E4 組成的轉(zhuǎn)錄本，只在雌蟲模板中擴(kuò)增得到，是雌特異性轉(zhuǎn)錄本；E1、E2、E3 和 E4 組成的轉(zhuǎn)錄本在雌雄模板中均可擴(kuò)增得到，是非性別特異性的轉(zhuǎn)錄本；E1 和 E5 組成的轉(zhuǎn)錄本，只在雄蟲模板中擴(kuò)增得到，是雄特異性轉(zhuǎn)錄本；E1 和 E6 組成的轉(zhuǎn)錄本在雌雄模板中均可擴(kuò)增得到，是非性別特異性的轉(zhuǎn)錄本。對這 4 個(gè)轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行開放閱讀框 ORF預(yù)測以及蛋白比對 BLAST，根據(jù)比對到的相

3.2.2 Bodsx 的保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測預(yù)測了Bodsx的保守結(jié)構(gòu)域，發(fā)現(xiàn)韭菜遲眼蕈蚊Bodsx 4個(gè)剪切體都有OD1結(jié)構(gòu)域，其中2個(gè)剪切體還含有OD2結(jié)構(gòu)域（圖3）。通過與已報(bào)道的在dsx基因上發(fā)現(xiàn)的保守序列比對發(fā)現(xiàn)，韭菜遲眼蕈蚊Bodsx除了OD1和OD2結(jié)構(gòu)域外，還有昆蟲dsx保守的結(jié)構(gòu)域，具體包括:
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2886599