本文選題：分月扇舟蛾 + 轉(zhuǎn)錄組��； 參考：《東北林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：神經(jīng)肽是一類由神經(jīng)細(xì)胞分泌并釋放到血液或血淋巴中的肽類激素。在昆蟲中,它們幾乎可以調(diào)節(jié)所有的生理、發(fā)育和行為。對神經(jīng)肽表達(dá)模式和生物功能等研究不僅有助于更好的了解昆蟲生命活動,也為開發(fā)基于神經(jīng)肽新型農(nóng)藥提供理論基礎(chǔ)。保幼激素(Juvenile hormone:JH)在昆蟲中能夠調(diào)節(jié)昆蟲的生長發(fā)育及生殖。因此,阻斷保幼激素的合成被認(rèn)為是以昆蟲生長發(fā)育為靶標(biāo)的特異性殺蟲途徑。明確神經(jīng)肽對JH的調(diào)控機制及調(diào)控位點是昆蟲生物學(xué)研究中的一個重大挑戰(zhàn)。本研究成功構(gòu)建分月扇舟蛾(Clostera anastomosis)各蟲態(tài)混合樣品的轉(zhuǎn)錄組,并以此為基礎(chǔ)獲得了一個新的編碼抑咽側(cè)體神經(jīng)肽(allatostatin)基因——ASTCC。另外,本文也研究了幾個神經(jīng)肽基因的表達(dá)模式,并通過RNA干擾(RNA interference:RNAi)的方法研究了其在分月扇舟蛾中對JH調(diào)控的生物功能。主要研究結(jié)果如下：轉(zhuǎn)錄組序列經(jīng)組裝得到46304條unigene,其中注釋到Nr數(shù)據(jù)庫的有23259條,14140條進行了KEGG代謝途徑分析,7091條進行了COG分類,6387條進行了GO分類。這些數(shù)據(jù)不僅可以為神經(jīng)肽基因功能研究提供有效途徑,同時還為今后挖掘和研究其他功能基因提供了參考。通過分析轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)成功獲得了C. anastomosis ASTCC基因編碼區(qū)序列,全長324bp。多序列比對及系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)ASTCC基因有一個4個半胱氨酸形成的兩個二硫鍵的保守功能區(qū),與家蠶的同源性最高。神經(jīng)肽基因表達(dá)模式的研究結(jié)果顯示,ASTC、ASTCC、AT三個神經(jīng)肽基因主要在頭和中腸表達(dá),在體壁中只有痕量表達(dá)。這種表達(dá)模式證明了它們作為咽側(cè)體(corpora allata, CA)調(diào)節(jié)因子的假說。這幾個神經(jīng)肽基因在中腸中的轉(zhuǎn)錄水平也很高說明它們還有作為CA調(diào)節(jié)因子以外的其它功能。JH合成途徑中的幾個關(guān)鍵酶基因表達(dá)特征顯示,在C.anastomosis中5個JH合成途徑關(guān)鍵酶基因：乙酰乙酰CoA硫解酶(ACTA), HMG-CoA合成酶(HMGS),HMG-CoA還原酶(HMGR)、法尼基焦磷酸合酶(FPPS)、保幼激素酸甲基轉(zhuǎn)移酶(JHAMT)的時間表達(dá)模式具有一定的差異,但主要都在頭中表達(dá),在中腸和體壁中的表達(dá)量非常低,說明在不同時期負(fù)責(zé)JH合成調(diào)控作用的基因不同,而頭部則是JH生物合成的高度特異性組織。神經(jīng)肽基因在各階段的表達(dá)水平顯示,ASTCC和ASTC兩個基因在幼蟲期和蛹期有著相似的生物學(xué)功能,但在成蟲期出現(xiàn)了差異。而在整個生長發(fā)育過程中,ASTCC的表達(dá)量顯著高于ASTC,即在C. anastomosis中ASTCC基因的作用可能更主要。另外,本研究利用RNAi方法研究了這幾個神經(jīng)肽基因的功能,在C. anastomosis不同蟲態(tài)的RNAi成功且特異地沉默了標(biāo)靶基因。ASTC, ASTCC和AT基因被干擾后對C. anastomosis幼蟲和蛹的化蛹率、羽化率、死亡情況以及幼蟲期JH滴度沒有顯著影響；在自然狀態(tài)下以及ASTC或ASTCC基因被成功干擾后,與JH合成關(guān)鍵酶基因之間的相關(guān)性研究顯示,在幼蟲期和蛹期無論是自然狀態(tài)下還是ASTC或ASTCC基因被干擾后與幾個基因都無顯著相關(guān)性。進一步證明了ASTCC和ASTC兩個基因在幼蟲期和蛹期對JH的合成都沒有調(diào)控作用。但是在雌成蟲中,ASTCC基因被干擾后降低了卵的孵化率,在分子水平,ASTCC基因被干擾,ASTC的表達(dá)量與ACTA、HMGS基因的表達(dá)水平,尤其是與JH合成途徑的關(guān)鍵基因----JHAMT的表達(dá)量呈顯著負(fù)相關(guān),說明ASTCC基因?qū)H的合成調(diào)控有階段特異性,只在雌成蟲中有調(diào)控作用。而相反地,在成蟲期,自然狀態(tài)下以及ASTC基因被干擾后,ASTC的表達(dá)量與JH合成酶基因的表達(dá)水平都沒有相關(guān)性,說明在C.anastomosis雌成蟲中對JH生物合成有調(diào)控作用的allatostatin神經(jīng)肽基因是ASTCC而非ASTC。當(dāng)ASTC或ASTCC被成功干擾后,二者轉(zhuǎn)錄水平之間沒有相關(guān)性,說明ASTCC和ASTC兩個基因在C.anastomosis中的作用是相互獨立的。注射H2O和dsGFP后,靶基因的表達(dá)水平在幼蟲期和蛹期與未處理昆蟲沒有差異,驗證了在C.anastomosis中RNAi應(yīng)是特異的,沒有脫靶效應(yīng)。本文成功利用RNAi的方法探索了分月扇舟蛾ASTC、ASTCC、AT三個神經(jīng)肽基因的功能。結(jié)果表明,在幼蟲期和蛹期三個神經(jīng)肽基因?qū)Ψ衷律戎鄱晟L狀況和JH合成途徑基因都沒有影響。而在成蟲期,對分月扇舟蛾產(chǎn)生影響的抑咽側(cè)體神經(jīng)肽基因是ASTCC基因而非ASTC。AT因在成蟲期可能通過HMGS、HMGR、FPPS (?)JHAMT來調(diào)控JH的生物合成。本研究為弄清在昆蟲中神經(jīng)肽基因調(diào)控JH的作用機制奠定了基礎(chǔ),也為以阻斷保幼激素合成作為靶標(biāo)的新的殺蟲途徑的開發(fā)提供了新線索。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S763.42

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本文編號：1738131