本文關(guān)鍵詞： 煙粉虱 基因家族注釋 氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 羧酸酯酶　出處：《沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煙粉虱(Bemisia tabaci)是世界范圍內(nèi)農(nóng)作物以及觀賞植物最具破壞性的害蟲之一。煙粉虱的寄主廣泛,能夠在74個(gè)科500余種植物上寄生。并通過(guò)取食植物韌皮部汁液、分泌蜜露以及傳播植物病毒等方式造成農(nóng)作物的大量減產(chǎn)。氨基酸是生物體所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),與生命活動(dòng)密切相關(guān)。氨基酸能夠參與蛋白質(zhì)合成、神經(jīng)傳遞、細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、氮代謝、激素代謝和代謝產(chǎn)能等過(guò)程。然而,許多動(dòng)物不能合成其正常生長(zhǎng)和發(fā)育所需的10種氨基酸,這些氨基酸通常通過(guò)取食獲得。氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是生物體中的一個(gè)大的基因家族,參與氨基酸進(jìn)出細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,并在昆蟲的營(yíng)養(yǎng)中起到重要作用。羧酸酯酶是重要的超家族解毒酶系,廣泛存在于微生物、昆蟲、植物和動(dòng)物等生物體中。在昆蟲的研究中,羧酸酯酶能夠參與包括氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類和有機(jī)磷酸酯在內(nèi)的多種殺蟲劑的代謝解毒,使昆蟲對(duì)多種化學(xué)殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性。對(duì)B型煙粉虱全基因組和轉(zhuǎn)錄組的APC和AAAP轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因進(jìn)行分析,明確煙粉虱氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白APC和AAAP家族基因的特點(diǎn),結(jié)合RNAi驗(yàn)證特異性擴(kuò)張的AAAP家族基因BtAAAP15和BtAAAP21的功能。研究結(jié)果為煙粉虱APC和AAAP基因功能研究提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外,對(duì)Q型煙粉虱羧酸酯酶家族基因進(jìn)行注釋。研究結(jié)果對(duì)煙粉虱的抗藥性研究及羧酸酯酶功能研究具有重大的意義。文章主要內(nèi)容和總結(jié)如下:1.B型煙粉虱APC家族基因鑒定及表達(dá)量分析基于B型煙粉虱基因組測(cè)序,全基因組鑒定APC家族基因。鑒定得到14個(gè)煙粉虱APC家族基因,該類基因具有12-14個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域,APC家族蛋白的編碼氨基酸長(zhǎng)度為486-792個(gè)氨基酸殘基。昆蟲的APC家族基因的進(jìn)化分析研究發(fā)現(xiàn),蚜蟲存在一個(gè)11個(gè)APC家族基因的旁系同源的擴(kuò)張。煙粉虱不同發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析表明,煙粉虱若蟲的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)聚類在一起,然后與煙粉虱的雌、雄蟲聚類,最后與卵期聚類,大多數(shù)的APC家族基因在卵期的表達(dá)量低,而在3齡若蟲中的表達(dá)量高。不同植物宿主和性別的煙粉虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,大多數(shù)APC在不同宿主中具有相似的表達(dá)譜,而B型煙粉虱雌蟲和雄蟲之間的AAT表達(dá)譜不同。2.B型煙粉虱AAAP家族基因鑒定及表達(dá)量分析基于B型煙粉虱基因組測(cè)序,全基因組鑒定AAAP家族基因。鑒定得到25個(gè)煙粉虱AAAP家族基因,該類基因具有10-11個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域,除BtAAAP5編碼1081個(gè)氨基酸殘基的蛋白外,多數(shù)的AAAP家族蛋白的編碼氨基酸長(zhǎng)度為442-561個(gè)氨基酸殘基。昆蟲的AAAP家族基因的進(jìn)化分析研究發(fā)現(xiàn),煙粉虱存在一個(gè)10個(gè)旁系同源的AAAP家族基因特異性擴(kuò)張,在埃及伊蚊中存在一個(gè)7個(gè)旁系同源的AAAP家族基因特異性擴(kuò)張,在鱗翅目昆蟲中存在一個(gè)16個(gè)旁系同源的AAAP家族基因特異性擴(kuò)張。煙粉虱特異性擴(kuò)張基因中的9個(gè)基因定位在scaffold 566上的167-kbp的區(qū)域。煙粉虱不同發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析表明,煙粉虱AAAP家族基因在若蟲和雄蟲中的表達(dá)聚類在一起,3齡若蟲和4齡若蟲中的表達(dá)聚類到一起,1-2齡若蟲和雄蟲聚類到一起,然后與雌蟲中的表達(dá)量聚類,在卵中的表達(dá)量聚類到最外枝。不同植物宿主和性別的煙粉虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,大多數(shù)AAAP基因在不同宿主中具有相似的表達(dá)譜,而B型煙粉虱粉虱雌蟲和雄蟲之間的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)譜不同。3.煙粉虱特異擴(kuò)張的AAAP基因的分子進(jìn)化分析利用分枝進(jìn)化模型和位點(diǎn)進(jìn)化模型分析煙粉虱特異性擴(kuò)張的AAAP家族基因是否積累了正向的進(jìn)化速率。分枝進(jìn)化模型用于分析世系間的進(jìn)化速率,位點(diǎn)進(jìn)化模型分析特定的基因位點(diǎn)是否受到了正向的選擇。進(jìn)化分析結(jié)果表明,煙粉虱的特異性擴(kuò)張基因受到了凈化選擇的作用。4.BtAAAP1 和BtAAAP21基因 RNA 干擾利用煙粉虱成蟲飼喂干擾的方法研究煙粉虱特異性擴(kuò)張的基因BtAAAP15和BtAAAP21對(duì)煙粉虱的影響�？寺煼凼禺愋詳U(kuò)張,并在煙粉虱若蟲到成蟲期均高表達(dá)的基因BtAAAP15和BtAAAP21序列。設(shè)計(jì)BtAAAP15和BtAAAP21基因特異的dsRNA引物,使用T7 Ribomax TM Express RNAiSystem合成dsRNA。干擾實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,飼喂AAAP家族基因dsRNA的煙粉虱成蟲2天死亡率和7天死亡率顯著高于飼喂EGFP的dsRNA煙粉虱成蟲的死亡率。5.Q型煙粉虱羧酸酯酶家族基因鑒定及表達(dá)量分析基于Q型煙粉虱基因組測(cè)序,全基因組鑒定羧酸酯酶家族基因。鑒定得到42個(gè)煙粉虱羧酸酯酶基因,羧酸酯酶家族蛋白的編碼氨基酸長(zhǎng)度為302-932個(gè)氨基酸殘基。比較已完成基因組測(cè)序昆蟲的羧酸酯酶家族基因發(fā)現(xiàn),蚜蟲和煙粉虱的β-esterase類的基因數(shù)目高于其它用于比較分析的昆蟲的基因數(shù)目。而蚜蟲和煙粉虱的α-esterase類的基因數(shù)目低于其它用于比較分析的昆蟲的基因數(shù)目。煙粉虱的neuroligin類和乙酰膽堿脂酶基因數(shù)目高于其它所有它用于比較分析的昆蟲的基因數(shù)目。不同發(fā)育階段煙粉虱轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明,卵期和若蟲1-2齡若蟲的羧酸酯酶的表達(dá)聚類在一起,3齡若蟲和4齡若蟲的羧酸酯酶的表達(dá)聚類在一起,再與1-2齡和卵期的表達(dá)量聚類,最后再與煙粉虱的雌蟲和雄蟲聚類。
[Abstract]:The research results show that the amino acid transporter is a large gene family in the organism , which can be involved in protein synthesis , neurotransmission , cell growth regulation , nitrogen metabolism , hormone metabolism and metabolic capacity . The results showed that the number of gene BtAAAP15 and BtAAAP21 was higher than that of other insect pests . The results showed that the number of gene BtAAAP15 and BtAAAP21 was higher than that of other insect pests . The results showed that the number of genes of the BtAAAP15 and BtAAAP21 genes was higher than that of other insect pests .

【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S433

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1530204