發(fā)布時間：2017-12-26 12:06

  本文關(guān)鍵詞：東亞飛蝗足型特化分子機(jī)制及足再生現(xiàn)象研究　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：東亞飛蝗(Locusta migratoria)具有繁殖能力強(qiáng),食量大,遷飛,抵抗不良環(huán)境能力強(qiáng)等特點(diǎn),一旦爆發(fā)成災(zāi),常常導(dǎo)致顆粒無收,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會穩(wěn)定造成嚴(yán)重危害。東亞飛蝗具有直翅目昆蟲明顯的形態(tài)特征即后足特化為跳躍足并且直翅目昆蟲附肢多具有再生功能,這些特點(diǎn)為其遷飛,覓食,尋找配偶,交配,逃避敵害等生命活動提供了巨大便利,本論文通過研究東亞飛蝗后足特化的分子機(jī)制同時研究了足再生現(xiàn)象,一方面從進(jìn)化和分子角度揭示昆蟲為適應(yīng)不同環(huán)境而呈現(xiàn)形態(tài)多樣性的相關(guān)機(jī)理,另一方面也從發(fā)育學(xué)的角度為防治東亞飛蝗的新方法的研究提供理論基礎(chǔ),更好的完善東亞飛蝗的綜合防治體系,防止蝗災(zāi)爆發(fā)。本研究包含以下六部分內(nèi)容：(1)為便于深入展開分子生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗,本論文首先系統(tǒng)篩選了東亞飛蝗不同的實(shí)驗樣本以及不同實(shí)驗條件下最合適的內(nèi)參基因,結(jié)果顯示：胚胎期和幼蟲期應(yīng)選取EF1α,RPL32作為內(nèi)參基因,成蟲階段以及組織樣品中最合適的內(nèi)參基因組合分別為(SDH,RP49)和(RPL32,Hsp70, RP49);農(nóng)藥,饑餓以及溫度處理條件下最合適的內(nèi)參基因組合分別為(Act,SDH),(Act,Ach)和(RPL32,RP49).(2)通過對胚胎期足形態(tài)的觀察發(fā)現(xiàn)東亞飛蝗后足特化時間從40%的發(fā)育階段至55%發(fā)育階段。對這期間的前、中、后足進(jìn)行取樣,數(shù)字基因表達(dá)譜測序后利用Nr、Nt、SwissProt.GO、 KOG、KEGG、Pfam七大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行注釋得到33,484條有注釋信息的基因序列。(3)通過數(shù)字基因表達(dá)譜篩選東亞飛蝗胚胎前、中、后足三個樣品之間的差異表達(dá)基因,結(jié)果顯示為：前足與中足相比有16個差異表達(dá)的基因(DEGs),后足與前足相比有446個DEGs,后足與中足相比有404個DEGs.另外,與足發(fā)育相關(guān)的四大代謝通路(Hedgehog pathway, Decapentaplegic pathway,Notch patchway,Wingless pathway)相關(guān)基因在前足,中足和后足中的表達(dá)無差異,但是同源異型選擇者基因(Homeotic selector gene)的表達(dá)差異比較顯著,尤其是ubx基因。(4)通過基因克隆技術(shù)得到了東亞飛蝗成形素基因dpp序列片段,氨基酸序列保守；檢測dpp基因的時空表達(dá)模式結(jié)果表明該基因在胚胎期后足特化過程中,前中后足之間表達(dá)量并無差異；在40%胚胎期注射dsRNA可以抑制dpp基因的表達(dá)；dpp基因的表達(dá)受到干擾后,東亞飛蝗胚胎期足的發(fā)育出現(xiàn)畸形,但是后足依然發(fā)生特化,說明dpp基因參與足的正常發(fā)育過程,但不參與后足特化過程。(5)通過基因克隆技術(shù)也得到東亞飛蝗同源異型基因ubx序列片段,氨基酸序列保守；檢測ubx基因的時空表達(dá)模式,結(jié)果表明：該基因主要在東亞飛蝗后足中表達(dá),在前足和中足中不表達(dá)；40%胚胎期注射siRNA可以成功抑制ubx基因的表達(dá),ubx基因功能受到干擾后,胚胎后足不再特化,前、中、后足形態(tài)趨于類似,說明ubx基因在調(diào)控東亞飛蝗后足特化過程中起著重要作用。(6)本論文也研究了東亞飛蝗足再生現(xiàn)象,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：東亞飛蝗若蟲期的足具有微弱的部分再生能力,再生現(xiàn)象多發(fā)生于足分節(jié)交界處；再生能力強(qiáng)弱與斷肢的位置有關(guān),與齡期無關(guān)；越靠近轉(zhuǎn)節(jié)處,再生現(xiàn)象越明顯。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S433.2
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本文編號：1337173