本文關(guān)鍵詞：棉鈴蟲視覺基因的表達模式及功能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

棉鈴蟲視覺基因的表達模式及功能研究

閆碩  

【摘要】：棉鈴蟲Helicoverpa armigera(Hubner)寄主廣泛,繁殖能力和適應(yīng)能力強,條件適宜時曾大面積暴發(fā)成災(zāi),給世界的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。燈光誘殺技術(shù)的田間應(yīng)用不僅是棉鈴蟲預(yù)測預(yù)報的重要手段,而且是一種高效環(huán)保的棉鈴蟲防控措施。視覺對昆蟲搜尋食物和配偶、躲避天敵和不安全環(huán)境具有重要的意義。本論文利用分子生物學(xué)手段深入研究了棉鈴蟲視覺基因的功能、趨光行為,一方面從進化上、分子角度上揭示夜行性昆蟲對光的高度適應(yīng)機制,另一方面為從行為上控制棉鈴蟲提供一定的理論依據(jù),進一步完善棉鈴蟲綜合防治體系。本研究主要包括以下八部分內(nèi)容： (1)通過顯微觀察的方式,比較了棉鈴蟲雌雄蛾復(fù)眼的外部形態(tài),觀察了復(fù)眼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：復(fù)眼呈半球形,小眼排列整齊緊密,中心小眼呈正六邊形,邊緣小眼不規(guī)則。雌雄蛾復(fù)眼距離、復(fù)眼長、復(fù)眼寬、復(fù)眼周長、單眼距離及小眼數(shù)量之間無顯著性差異,但各項指標(biāo)顯示雄蛾復(fù)眼比雌蛾略大。棉鈴蟲蛾復(fù)眼屬于重疊型像眼,小眼結(jié)構(gòu)自外向內(nèi)分為：屈光器、色素細(xì)胞、視桿和基膜四部分。 (2)通過趨光行為測定,比較了棉鈴蟲不同日齡雌雄蛾對三種波段光源(綠光505nm、藍(lán)光450nm、紫外光源365nm)的趨光反應(yīng)率。結(jié)果表明：趨光反應(yīng)率與光波段和棉鈴蟲性別無關(guān),與日齡有關(guān),1-3日齡蛾趨光反應(yīng)率高于0和6日齡蛾。 (3)利用RT-PCR、cDNA末端快速擴增技術(shù)(]RACE)從棉鈴蟲復(fù)眼中克隆得到UV、藍(lán)光和長波敏感視覺基因,分別命名為Ha-UV(Gen Bank登錄號：HQ641391)、Ha-BL(Gen Bank登錄號：JX644013)和Ha-LW (GenBank登錄號：JX392054),分別包括1258、1451和1574個堿基,編碼379、382和381個氨基酸組成的多肽。 (4)利用在線分析工具對推導(dǎo)得到的視蛋白氨基酸序列進行分析,結(jié)果表明：視蛋白Ha-UV(GenBank登錄號：ADW20311)分子量(Mw)41.35kDa,等電點(pI)8.05；視蛋白Ha-BL(Gen Bank登錄號：AGH28029)分子量43.22kDa,等電點7.02；視蛋白Ha-LW(Gen Bank登錄號：AGH28027)分子量41.86kDa,等電點7.97。三種視蛋白均具有七個跨膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包含G-蛋白偶聯(lián)受體家族和視蛋白視網(wǎng)膜結(jié)合位點的特征序列。同源性分析表明：鱗翅目昆蟲的視蛋白氨基酸序列同源性較高。 (5)利用熒光定量PCR技術(shù),探討棉鈴蟲復(fù)眼中視覺基因表達是否存在晝夜節(jié)律。結(jié)果表明：在14L：10D光周期下,Ha-UV和Ha-BL的相對表達量在ZT1(進入光期1h)達到高峰,隨后下降；Ha-LW的相對表達量在白天下降,夜晚升高。當(dāng)棉鈴蟲轉(zhuǎn)移至黑暗下,視覺基因的表達模式?jīng)]有發(fā)生變化,說明視覺基因的表達受到自身的生物節(jié)律調(diào)控。本試驗還證實了棉鈴蟲兩個生物鐘基因Ha-CRY1和Ha-CRY2在外周組織(復(fù)眼)中執(zhí)行著生物鐘的功能。 (6)熒光定量PCR結(jié)果還表明：暗期光照和饑餓處理都能顯著影響棉鈴蟲視覺基因的表達,交配前后棉鈴蟲視覺基因的表達沒有變化。在UV和綠光6小時照射后,Ha-UV的相對表達量上調(diào)；視覺基因受到饑餓處理影響表達下調(diào),其中Ha-Uv的相對表達量顯著下降。 (7)通過原核表達和人工合成多肽的形式獲得抗原,結(jié)果表明：原核表達未能獲得抗原；通過合成多肽的形式成功制備Ha-UV口Ha-LW的抗體,免疫組化和WestRN Blot技術(shù)證實抗體質(zhì)量良好。Ha-LW視蛋白在ZT1、ZT5、ZT9和ZT21的表達量高于ZT13和ZT17;Ha-UV視蛋白在ZT5和ZT9的表達量高于其它時間點。 (8)通過注射dsRNA的方式干擾視覺基因的表達,結(jié)果表明：蛹期注射dsRNA可以顯著抑制蛹期視覺基因的表達,但成蟲羽化后視覺基因表達急速上調(diào),抑制效果消失；成蟲期注射dsRNA至雙側(cè)復(fù)眼較單側(cè)復(fù)眼相比,可以顯著抑制視覺基因和視蛋白的表達。注射后24h,Ha-LW和Ha-UV表達受到最大抑制,均為64.3%；注射后24h, Ha-LW和Ha-UV視蛋白的表達受到最大抑制,分別為36.2%和33.7%。

【關(guān)鍵詞】：
【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】：2015
【分類號】：S433
【目錄】：

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