滯育是由環(huán)境中光周期或溫度等因子誘導(dǎo)的生長發(fā)育停滯狀態(tài),許多昆蟲可通過滯育在不利繁殖的季節(jié)中存活。提前感知環(huán)境變化并進行相應(yīng)的生長發(fā)育是保證昆蟲順利渡過不利季節(jié)的重要前提。了解環(huán)境信號如何調(diào)控昆蟲滯育可為研究昆蟲季節(jié)性適應(yīng)策略的分子機制提供新見解。研究表明生物鐘基因可以參與短日照誘導(dǎo)冬季滯育發(fā)生的過程。但生物鐘基因是否可以參與長日照誘導(dǎo)夏季滯育發(fā)生過程仍有待證實,并且光周期信號通過生物鐘基因調(diào)控昆蟲滯育發(fā)生的分子機制亟待探索。大猿葉蟲Colaphellus bowringi Baly為我國江西、山東、黑龍江等地帶常發(fā)性十字花科蔬菜害蟲,光周期和溫度均可以誘導(dǎo)其進入生殖滯育。大猿葉蟲幼蟲（滯育誘導(dǎo)光周期敏感期）可感受環(huán)境中光周期變化并作出后期的發(fā)育決定,成蟲羽化后（滯育準(zhǔn)備期）可根據(jù)幼蟲期作出的發(fā)育決定開始覓食、積累營養(yǎng)物質(zhì)等生理生化活動。晝夜節(jié)律振蕩系統(tǒng)可能參與光周期誘導(dǎo)大猿葉蟲進入生殖滯育的過程。本研究以大猿葉蟲修水種群為實驗材料,首先篩選并克隆了大猿葉蟲生物鐘基因,再利用熒光定量PCR、RNAi、RNA-Seq等技術(shù)探索生物鐘基因參與光周期調(diào)控大猿葉蟲滯育誘導(dǎo)和滯育準(zhǔn)備的分子機制,... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

光周期誘導(dǎo)昆蟲滯育發(fā)生模式圖(Kostal2011)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2019屆博士研究生學(xué)位（畢業(yè)）論文6圖1.2昆蟲生物鐘反饋回路示意圖參考Tomioka&Matsumoto(2010),Zhanetal(2011)和Asher&Sassone-Corsi(2015)繪制。Figure1.2Schematicoftheproposedclockworkmechanismofinsect.TheclockworkwasdrewreferredtoTomioka&Matsumoto(2010),Zhanetal(2011)andAsher&Sassone-Corsi(2015)4.3生物鐘可能通過JH信號調(diào)控成蟲生殖滯育昆蟲在完成光周期測量后觸發(fā)的下游事件是調(diào)控昆蟲滯育發(fā)生的重要因子。神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)可將昆蟲在滯育誘導(dǎo)期積累的光周期信息轉(zhuǎn)化成滯育指令來調(diào)控下游基因的表達、啟動滯育準(zhǔn)備期的代謝變化，并最終決定昆蟲滯育(Denlingeretal2005)。在以成蟲進入生殖滯育的昆蟲中，注定滯育個體體內(nèi)保幼激素(juvenilehormone,JH)的缺乏是導(dǎo)致其進入生殖滯育的關(guān)鍵(Kort1990;王滿囷和李周直2004;Denlinger2002)。在點蜂緣蝽R.pedestris和始紅蝽P.apterus中生物鐘基因在完成光周期測量后，可能將上游的光周期信號轉(zhuǎn)化為下游的JH信號，進而調(diào)控生殖滯育的發(fā)生(BradshawandHolzapfel2010a;Ikenoetal2010;Urbanovaetal2016)。在非滯育誘導(dǎo)條件下，干擾點蜂緣蝽R.pedestris和始紅蝽P.apterus的cyc后產(chǎn)生的滯育表型可以被外源施加保幼激素類似物而拯救。生物鐘基因可能通過胰島素信號通路調(diào)控JH信號，進而調(diào)控昆蟲生殖滯育的發(fā)生(SimandDenlinger2013)。在人類胰島細(xì)胞(Sainietal2016)和長紅獵蝽Rhodniusprolixus(VafopoulouandSteel2012)中均發(fā)現(xiàn)胰島素可以呈現(xiàn)節(jié)律性釋放。滯育誘導(dǎo)的光周期條件下，黑腹果蠅Drosophilamelanogaste可通過下調(diào)胰島素樣類肽ILP抑制JH的合成(Ojimaetal2018)。分別干擾尖音庫蚊C.pipiens的胰島素樣類肽基因(insulin-likepeptides1,ILP-1)和胰島素受體基因(insulin-li

量脂類并入土滯育；幼蟲孵化后持續(xù)飼養(yǎng)在12L:12D條件下，成蟲在羽化取食4天后卵巢中有大量卵黃原沉積并開始交配產(chǎn)卵（圖1.3）(馮蓮2014)。在滯育準(zhǔn)備期，JH-Met信號的缺失導(dǎo)致發(fā)育受阻、脂類等營養(yǎng)物質(zhì)積累和抗逆能力上升等(李醫(yī)2016；談倩倩2016；Liuetal2016;Liuetal2017)。并且JHEH和JHDK介導(dǎo)的JH降解途徑可促進大猿葉蟲滯育準(zhǔn)備期的脂類積累(孫丹2018)。上述研究在完善大猿葉蟲生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上，逐步明確了下游JH信號調(diào)控大猿葉蟲滯育準(zhǔn)備的分子機制，然而上游光周期信號是如何調(diào)控大猿葉蟲滯育發(fā)生仍有待探索。圖1.325℃條件下大猿葉蟲生活史示意圖(Tanetal2017)每一格為1天。在25℃條件下，大猿葉蟲卵期為4天，幼蟲孵化后可開始立即活動取食，在取食7-8天后高齡幼蟲停止取食并入土化蛹。當(dāng)化蛹4天后，成蟲開始羽化并從土下爬出，然后開始繼續(xù)活動危害。成蟲在初羽化24h內(nèi)基本不取食或取食量很少，在圖中以0表示。1-4則代表成蟲羽化后取食天數(shù)(Xueetal2002a;Xueetal2002b)。Figure1.3Thelife-cycleoftheC.bowrinigthatrearunder25℃(Tanetal2017).Eachsmallboxrepresentsforonedayofdevelopment.Whenthebeetlesarerearingunder25℃,ittakesfourdaysforlarvaetohatchoutfromtheeggs.Thelarvaebeginlocomoteandfeedingsincetheyhatchout.Andtheystopfeedingandpupatedinthesoilafterfeedingfor7-8days.Fourdaysafterpupation,adultsbegintoemergeandcrawloutofthesoil,andthencontinuetoseekforfood.Adultsdonotfeedorfeedverylittlewithin24hoursafternewlyemerged,whichisrepresentedby0inthefigure.1-4representsthenumberoffeedingdaysaftertheemergenceofadults(Xueetal2002a;Xueetal2002b).6論文設(shè)計6.1研究目的和意義在誘導(dǎo)滯育?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]昆蟲鐘基因研究進展[J]. 任爽,魏慧敏,郝友進,陳斌.  昆蟲學(xué)報. 2016(03)
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博士論文
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碩士論文
[1]保幼激素降解酶基因在大猿葉蟲滯育準(zhǔn)備中的功能研究[D]. 孫丹.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]G蛋白偶聯(lián)受體在飛蝗卵黃生成與卵母細(xì)胞成熟過程中的功能鑒定[D]. 陳晨.河南大學(xué) 2018
[3]保幼激素耐受蛋白在大猿葉蟲生殖和滯育中的功能研究[D]. 李醫(yī).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于轉(zhuǎn)錄組和共表達網(wǎng)絡(luò)分析的玫瑰類黃酮和萜類生物合成相關(guān)基因研究[D]. 程旭.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]大猿葉蟲產(chǎn)卵前期和滯育準(zhǔn)備期發(fā)育及營養(yǎng)儲備差異研究[D]. 馮蓮.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3311804