本文關鍵詞： 煙粉虱 基因家族注釋 氨基酸轉運蛋白 羧酸酯酶　出處：《沈陽農業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：煙粉虱(Bemisia tabaci)是世界范圍內農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個科500余種植物上寄生。并通過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作物的大量減產。氨基酸是生物體所必須的營養(yǎng)物質,與生命活動密切相關。氨基酸能夠參與蛋白質合成、神經傳遞、細胞生長調節(jié)、氮代謝、激素代謝和代謝產能等過程。然而,許多動物不能合成其正常生長和發(fā)育所需的10種氨基酸,這些氨基酸通常通過取食獲得。氨基酸轉運蛋白是生物體中的一個大的基因家族,參與氨基酸進出細胞的轉運過程,并在昆蟲的營養(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磷酸酯在內的多種殺蟲劑的代謝解毒,使昆蟲對多種化學殺蟲劑產生抗藥性。對B型煙粉虱全基因組和轉錄組的APC和AAAP轉運蛋白基因進行分析,明確煙粉虱氨基酸轉運蛋白APC和AAAP家族基因的特點,結合RNAi驗證特異性擴張的AAAP家族基因BtAAAP15和BtAAAP21的功能。研究結果為煙粉虱APC和AAAP基因功能研究提供堅實的基礎。此外,對Q型煙粉虱羧酸酯酶家族基因進行注釋。研究結果對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。文章主要內容和總結如下:1.B型煙粉虱APC家族基因鑒定及表達量分析基于B型煙粉虱基因組測序,全基因組鑒定APC家族基因。鑒定得到14個煙粉虱APC家族基因,該類基因具有12-14個跨膜結構域,APC家族蛋白的編碼氨基酸長度為486-792個氨基酸殘基。昆蟲的APC家族基因的進化分析研究發(fā)現(xiàn),蚜蟲存在一個11個APC家族基因的旁系同源的擴張。煙粉虱不同發(fā)育階段的轉錄組數據分析表明,煙粉虱若蟲的氨基酸轉運蛋白表達聚類在一起,然后與煙粉虱的雌、雄蟲聚類,最后與卵期聚類,大多數的APC家族基因在卵期的表達量低,而在3齡若蟲中的表達量高。不同植物宿主和性別的煙粉虱轉錄組數據分析結果表明,大多數APC在不同宿主中具有相似的表達譜,而B型煙粉虱雌蟲和雄蟲之間的AAT表達譜不同。2.B型煙粉虱AAAP家族基因鑒定及表達量分析基于B型煙粉虱基因組測序,全基因組鑒定AAAP家族基因。鑒定得到25個煙粉虱AAAP家族基因,該類基因具有10-11個跨膜結構域,除BtAAAP5編碼1081個氨基酸殘基的蛋白外,多數的AAAP家族蛋白的編碼氨基酸長度為442-561個氨基酸殘基。昆蟲的AAAP家族基因的進化分析研究發(fā)現(xiàn),煙粉虱存在一個10個旁系同源的AAAP家族基因特異性擴張,在埃及伊蚊中存在一個7個旁系同源的AAAP家族基因特異性擴張,在鱗翅目昆蟲中存在一個16個旁系同源的AAAP家族基因特異性擴張。煙粉虱特異性擴張基因中的9個基因定位在scaffold 566上的167-kbp的區(qū)域。煙粉虱不同發(fā)育階段的轉錄組數據分析表明,煙粉虱AAAP家族基因在若蟲和雄蟲中的表達聚類在一起,3齡若蟲和4齡若蟲中的表達聚類到一起,1-2齡若蟲和雄蟲聚類到一起,然后與雌蟲中的表達量聚類,在卵中的表達量聚類到最外枝。不同植物宿主和性別的煙粉虱轉錄組數據分析結果表明,大多數AAAP基因在不同宿主中具有相似的表達譜,而B型煙粉虱粉虱雌蟲和雄蟲之間的氨基酸轉運蛋白的表達譜不同。3.煙粉虱特異擴張的AAAP基因的分子進化分析利用分枝進化模型和位點進化模型分析煙粉虱特異性擴張的AAAP家族基因是否積累了正向的進化速率。分枝進化模型用于分析世系間的進化速率,位點進化模型分析特定的基因位點是否受到了正向的選擇。進化分析結果表明,煙粉虱的特異性擴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張的基因BtAAAP15和BtAAAP21對煙粉虱的影響�？寺煼凼禺愋詳U張,并在煙粉虱若蟲到成蟲期均高表達的基因BtAAAP15和BtAAAP21序列。設計BtAAAP15和BtAAAP21基因特異的dsRNA引物,使用T7 Ribomax TM Express RNAiSystem合成dsRNA。干擾實驗的結果表明,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量分析基于Q型煙粉虱基因組測序,全基因組鑒定羧酸酯酶家族基因。鑒定得到42個煙粉虱羧酸酯酶基因,羧酸酯酶家族蛋白的編碼氨基酸長度為302-932個氨基酸殘基。比較已完成基因組測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類的基因數目高于其它用于比較分析的昆蟲的基因數目。而蚜蟲和煙粉虱的α-esterase類的基因數目低于其它用于比較分析的昆蟲的基因數目。煙粉虱的neuroligin類和乙酰膽堿脂酶基因數目高于其它所有它用于比較分析的昆蟲的基因數目。不同發(fā)育階段煙粉虱轉錄組分析結果表明,卵期和若蟲1-2齡若蟲的羧酸酯酶的表達聚類在一起,3齡若蟲和4齡若蟲的羧酸酯酶的表達聚類在一起,再與1-2齡和卵期的表達量聚類,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 .

【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S433

【參考文獻】

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相關博士學位論文 前1條

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相關碩士學位論文 前1條

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本文編號：1530204