生物钟基因在不同生殖方式的禾谷缢管蚜光周期响应中的作用
发布时间：2023-05-31 05:15
禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(L.)属于半翅目Hemiptera蚜科Aphididae,在我国各麦类作物种植区均有分布,也是全球重要的麦类作物害虫之一。禾谷缢管蚜具有全周期型(营周期性孤雌生殖,Cyclical parthenogenesis,CP)和不全周期型(营专性孤雌生殖,Obligate parthenogenesis,OP)等不同生活史类型。全周期型禾谷缢管蚜的生活史由多个孤雌生殖世代和一个有性生殖世代共同组成,而不全周期型禾谷缢管蚜全年进行孤雌生殖。全周期型禾谷缢管蚜存在寄主转换现象,在初夏时分,有翅孤雌蚜从原生寄主(李属植物)迁飞到次生寄主(禾本科作物)上进行危害,在次生寄主上进行孤雌生殖;当秋季来临时,全周期型禾谷缢管蚜能够感受温度和光周期等环境因子的变化,进而产生有性蚜;不全周期型禾谷缢管蚜常年在次生寄主上危害,即使在低温短日照的诱导条件下,也不可能产生有性世代。两种生殖方式的禾谷缢管蚜对光周期现象的响应存在差异,而目前有关蚜虫响应光周期现象的内在机制还未见报道。本论文研究了生物钟基因在不同生殖方式禾谷缢管蚜光周期响应中的作用,研究结果对于明确禾谷缢...
【文章页数】：242 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 光周期和温度对昆虫生物学特性的影响
1.1.1 光周期对昆虫生物学特性的影响
1.1.2 温度对昆虫生物学特性的影响
1.1.3 光周期和温度对子代生物学特性的影响
1.2 昆虫的光周期现象
1.2.1 光周期和温度在昆虫季节性变化中的作用
1.2.2 光周期现象的过程
1.2.3 有关光周期钟的两种主要模型
1.2.4 生物钟与光周期现象的关系
1.2.5 蚜虫光周期现象
1.3 生物钟
1.3.1 生物钟相关的基因
1.3.2 昆虫生物钟分子机制
1.4 生物钟基因在昆虫光周期现象中的作用
1.5 褪黑素在昆虫光周期现象中的作用
1.6 禾谷缢管蚜的危害和生殖方式
1.7 本研究的目的和意义
第二章 不同生殖方式禾谷缢管蚜对低温和短日照的响应
2.1 材料与方法
2.1.1 禾谷缢管蚜品系
2.1.2 全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜生活史特征的比较
2.1.3 正常和诱导条件下禾谷缢管蚜有性世代生活史比较
2.1.4 数据分析
2.2 结果与分析
2.2.1 诱导条件对不同生殖方式禾谷缢管蚜生活史特征的影响
2.2.2 诱导条件对不同生殖方式禾谷缢管蚜生命表参数的影响
2.2.3 生殖方式为全周期型的禾谷缢管蚜种群中产雌性母和孤雌蚜的比较
2.2.4 全周期型禾谷缢管蚜种群中雌性蚜和雄蚜在诱导条件和正常条件下的比较
2.3 小结与讨论
2.3.1 小结
2.3.2 讨论
第三章 禾谷缢管蚜生物钟基因的克隆及序列分析
3.1 材料与方法
3.1.1 供试昆虫
3.1.2 主要试剂和仪器
3.1.3 用TRIzol提取RNA
3.1.4 cDNA第一链的合成
3.1.5 生物钟基因部分片段的克隆
3.1.6 序列分析
3.2 结果与分析
3.2.1 禾谷缢管蚜隐花色素基因的克隆与序列分析
3.2.2 禾谷缢管蚜Clk和Cyc基因的克隆与序列分析
3.2.3 禾谷缢管蚜Per、Tim1和Tim2基因的克隆与序列分析
3.2.4 禾谷缢管蚜三个生物钟调节基因的克隆与序列分析
3.3 结论与讨论
3.3.1 小结
3.3.2 讨论
第四章 温度和光周期对禾谷缢管蚜生物钟基因的影响
4.1 材料与方法
4.1.1 供试昆虫及饲养
4.1.2 主要仪器和试剂
4.1.3 荧光定量PCR引物设计
4.1.4 实时荧光定量PCR
4.1.5 数据分析
4.2 结果与分析
4.2.1 生物钟基因在不同光温组合条件下的昼夜表达
4.2.2 黑暗条件下生物钟基因在不同温度下的昼夜表达
4.2.3 黑暗条件下生物钟基因在头部和胚胎中的昼夜表达
4.3 结论与讨论
4.3.1 小结
4.3.2 讨论
第五章 不同生殖方式禾谷缢管蚜生物钟节律基因在昼夜条件下的表达
5.1 材料与方法
5.1.1 供试昆虫
5.1.2 主要试剂和仪器
5.1.3 两个全周期型禾谷缢管蚜种群CP-LL和CP-LN对低温短日照的响应
5.1.4 两个全周期型禾谷缢管蚜种群的诱导处理
5.1.5 RNA提取cDNA第一链的合成
5.1.6 实时荧光定量PCR
5.1.7 数据分析
5.2 结果与分析
5.2.1 两种全周期型禾谷缢管蚜对诱导条件的差异响应
5.2.2 在不同条件下全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜的昼夜表达情况
5.3 结论与讨论
5.3.1 小结
5.3.2 讨论
第六章 六个核心生物钟基因在禾谷缢管蚜光周期现象中的作用
6.1 材料与方法
6.1.1 供试昆虫
6.1.2 主要试剂和仪器
6.1.3 dsRNA引物设计
6.1.4 dsRNA的合成
6.1.5 dsRNA的注射
6.1.6 干扰核心生物钟基因后对蚜型产生的影响
6.1.7 温度和光周期对禾谷缢管蚜生长发育的影响
6.1.8 不同条件下产生雄蚜、雌性蚜以及完全产生有性后代的关键时间点的确定
6.1.9 生物钟基因对禾谷缢管蚜光周期响应过程的影响
6.1.10 数据分析
6.2 结果与分析
6.2.1 禾谷缢管蚜六个生物钟基因干扰效率的确定以及干扰后对其它生物钟基因的影响
6.2.2 六个生物钟基因的干扰对全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜子代不同蚜型蚜虫数量的影响
6.2.3 饲养条件对禾谷缢管蚜生长发育的影响
6.2.4 CP-LN和CP-LL禾谷缢管蚜种群在短日照低温条件下进行生殖转换的三个关键时间点的确定
6.2.5 生物钟基因干扰后对CP-LN禾谷缢管蚜种群生殖转换过程的中的影响
6.3 结论与讨论
6.3.1 小结
6.3.2 讨论
第七章 褪黑素在禾谷缢管蚜光周期响应中的作用
7.1 材料与方法
7.1.1 供试昆虫
7.1.2 主要试剂和仪器
7.1.3 褪黑素合成相关基因的克隆
7.1.4 褪黑素合成相关基因在不同光温组合条件下的表达
7.1.5 光照和黑暗条件对褪黑素合成相关基因的影响
7.1.6 干扰生物钟基因对褪黑素合成相关基因的影响
7.1.7 注射褪黑素对生物钟基因的影响
7.1.8 不同生殖方式禾谷缢管蚜褪黑素合成相关基因在不同条件下的表达
7.1.9 注射褪黑素对禾谷缢管蚜蚜型产生的影响
7.1.10 干扰AANAT3对禾谷缢管蚜蚜型产生的影响
7.1.11 褪黑素在禾谷缢管蚜光周期响应过程中的作用
7.1.12 数据分析
7.2 结果与分析
7.2.1 禾谷缢管蚜褪黑素合成相关基因的克隆与序列分析
7.2.2 温度对褪黑素合成相关基因的影响
7.2.3 光照和黑暗条件对褪黑素合成相关基因的影响
7.2.4 禾谷缢管蚜褪黑素与生物钟基因的相互作用
7.2.5 褪黑素对禾谷缢管蚜蚜型产生的影响
7.2.6 褪黑素在禾谷缢管蚜光周期响应过程中的作用
7.3 结论与讨论
7.3.1 小结
7.3.2 讨论
第八章 全文总结与研究展望
8.1 全文主要结论
8.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3825758
【文章页数】：242 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 光周期和温度对昆虫生物学特性的影响
1.1.1 光周期对昆虫生物学特性的影响
1.1.2 温度对昆虫生物学特性的影响
1.1.3 光周期和温度对子代生物学特性的影响
1.2 昆虫的光周期现象
1.2.1 光周期和温度在昆虫季节性变化中的作用
1.2.2 光周期现象的过程
1.2.3 有关光周期钟的两种主要模型
1.2.4 生物钟与光周期现象的关系
1.2.5 蚜虫光周期现象
1.3 生物钟
1.3.1 生物钟相关的基因
1.3.2 昆虫生物钟分子机制
1.4 生物钟基因在昆虫光周期现象中的作用
1.5 褪黑素在昆虫光周期现象中的作用
1.6 禾谷缢管蚜的危害和生殖方式
1.7 本研究的目的和意义
第二章 不同生殖方式禾谷缢管蚜对低温和短日照的响应
2.1 材料与方法
2.1.1 禾谷缢管蚜品系
2.1.2 全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜生活史特征的比较
2.1.3 正常和诱导条件下禾谷缢管蚜有性世代生活史比较
2.1.4 数据分析
2.2 结果与分析
2.2.1 诱导条件对不同生殖方式禾谷缢管蚜生活史特征的影响
2.2.2 诱导条件对不同生殖方式禾谷缢管蚜生命表参数的影响
2.2.3 生殖方式为全周期型的禾谷缢管蚜种群中产雌性母和孤雌蚜的比较
2.2.4 全周期型禾谷缢管蚜种群中雌性蚜和雄蚜在诱导条件和正常条件下的比较
2.3 小结与讨论
2.3.1 小结
2.3.2 讨论
第三章 禾谷缢管蚜生物钟基因的克隆及序列分析
3.1 材料与方法
3.1.1 供试昆虫
3.1.2 主要试剂和仪器
3.1.3 用TRIzol提取RNA
3.1.4 cDNA第一链的合成
3.1.5 生物钟基因部分片段的克隆
3.1.6 序列分析
3.2 结果与分析
3.2.1 禾谷缢管蚜隐花色素基因的克隆与序列分析
3.2.2 禾谷缢管蚜Clk和Cyc基因的克隆与序列分析
3.2.3 禾谷缢管蚜Per、Tim1和Tim2基因的克隆与序列分析
3.2.4 禾谷缢管蚜三个生物钟调节基因的克隆与序列分析
3.3 结论与讨论
3.3.1 小结
3.3.2 讨论
第四章 温度和光周期对禾谷缢管蚜生物钟基因的影响
4.1 材料与方法
4.1.1 供试昆虫及饲养
4.1.2 主要仪器和试剂
4.1.3 荧光定量PCR引物设计
4.1.4 实时荧光定量PCR
4.1.5 数据分析
4.2 结果与分析
4.2.1 生物钟基因在不同光温组合条件下的昼夜表达
4.2.2 黑暗条件下生物钟基因在不同温度下的昼夜表达
4.2.3 黑暗条件下生物钟基因在头部和胚胎中的昼夜表达
4.3 结论与讨论
4.3.1 小结
4.3.2 讨论
第五章 不同生殖方式禾谷缢管蚜生物钟节律基因在昼夜条件下的表达
5.1 材料与方法
5.1.1 供试昆虫
5.1.2 主要试剂和仪器
5.1.3 两个全周期型禾谷缢管蚜种群CP-LL和CP-LN对低温短日照的响应
5.1.4 两个全周期型禾谷缢管蚜种群的诱导处理
5.1.5 RNA提取cDNA第一链的合成
5.1.6 实时荧光定量PCR
5.1.7 数据分析
5.2 结果与分析
5.2.1 两种全周期型禾谷缢管蚜对诱导条件的差异响应
5.2.2 在不同条件下全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜的昼夜表达情况
5.3 结论与讨论
5.3.1 小结
5.3.2 讨论
第六章 六个核心生物钟基因在禾谷缢管蚜光周期现象中的作用
6.1 材料与方法
6.1.1 供试昆虫
6.1.2 主要试剂和仪器
6.1.3 dsRNA引物设计
6.1.4 dsRNA的合成
6.1.5 dsRNA的注射
6.1.6 干扰核心生物钟基因后对蚜型产生的影响
6.1.7 温度和光周期对禾谷缢管蚜生长发育的影响
6.1.8 不同条件下产生雄蚜、雌性蚜以及完全产生有性后代的关键时间点的确定
6.1.9 生物钟基因对禾谷缢管蚜光周期响应过程的影响
6.1.10 数据分析
6.2 结果与分析
6.2.1 禾谷缢管蚜六个生物钟基因干扰效率的确定以及干扰后对其它生物钟基因的影响
6.2.2 六个生物钟基因的干扰对全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜子代不同蚜型蚜虫数量的影响
6.2.3 饲养条件对禾谷缢管蚜生长发育的影响
6.2.4 CP-LN和CP-LL禾谷缢管蚜种群在短日照低温条件下进行生殖转换的三个关键时间点的确定
6.2.5 生物钟基因干扰后对CP-LN禾谷缢管蚜种群生殖转换过程的中的影响
6.3 结论与讨论
6.3.1 小结
6.3.2 讨论
第七章 褪黑素在禾谷缢管蚜光周期响应中的作用
7.1 材料与方法
7.1.1 供试昆虫
7.1.2 主要试剂和仪器
7.1.3 褪黑素合成相关基因的克隆
7.1.4 褪黑素合成相关基因在不同光温组合条件下的表达
7.1.5 光照和黑暗条件对褪黑素合成相关基因的影响
7.1.6 干扰生物钟基因对褪黑素合成相关基因的影响
7.1.7 注射褪黑素对生物钟基因的影响
7.1.8 不同生殖方式禾谷缢管蚜褪黑素合成相关基因在不同条件下的表达
7.1.9 注射褪黑素对禾谷缢管蚜蚜型产生的影响
7.1.10 干扰AANAT3对禾谷缢管蚜蚜型产生的影响
7.1.11 褪黑素在禾谷缢管蚜光周期响应过程中的作用
7.1.12 数据分析
7.2 结果与分析
7.2.1 禾谷缢管蚜褪黑素合成相关基因的克隆与序列分析
7.2.2 温度对褪黑素合成相关基因的影响
7.2.3 光照和黑暗条件对褪黑素合成相关基因的影响
7.2.4 禾谷缢管蚜褪黑素与生物钟基因的相互作用
7.2.5 褪黑素对禾谷缢管蚜蚜型产生的影响
7.2.6 褪黑素在禾谷缢管蚜光周期响应过程中的作用
7.3 结论与讨论
7.3.1 小结
7.3.2 讨论
第八章 全文总结与研究展望
8.1 全文主要结论
8.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3825758
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