棉花粉蚧化学感受相关基因的鉴定及表达模式研究

发布时间：2017-08-24 21:05

  本文关键词：棉花粉蚧化学感受相关基因的鉴定及表达模式研究

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【摘要】：在长期进化当中,昆虫形成了一套完整精细的化学感受系统,利用该化学感受系统昆虫能够系统地感知周围环境中的化学信息物质,该化学感受系统参与昆虫的寄主定位、觅食、寻找配偶、躲避天敌及有毒物质、确定繁殖场所等多种生命活动。在该化学感受系统中气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)、化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)及气味受体(Olfactory receptors,ORs)起着非常重要的作用。阐明昆虫化学感受机制可为害虫治理提供新的方法。棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是近年来入侵我国的重要检疫性有害生物,近年来,对棉花粉蚧生态学、行为学等研究较多,但对其化学感受分子机制研究还比较少。为此,本研究鉴定了棉花粉蚧化学感受蛋白CSPs、气味结合蛋白OBPs、气味结合受体ORs基因,分析了CSPs及ORs在棉花粉蚧不同发育阶段的转录表达模式特征。本研究还克隆了PsCSP10全长基因,并研究了其在扶桑、棉花及马缨丹三种寄主植物饲养的棉花粉蚧中的表达谱,系统地探讨了其生理功能。主要研究结果如下:1鉴定了棉花粉蚧化学感受相关基因用生物信息学方法筛选出28个化学感受相关基因,其中包括12个化学感受蛋白基因:PsolCSP1-Psol CSP12;有15个气味结合蛋白基因:PsolOBP1-PsolOBP15;1个气味受体基因:PsolOR1。2利用实时荧光定量PCR技术阐明棉花粉蚧化学感受相关蛋白不同发育阶段表达模式运用实时荧光定量PCR技术检测新鉴定的CSPs基因在棉花粉蚧不同发育阶段的表达模式,PsolCSP2在2龄若虫中表达量显著高于其他发育阶段,Psol CSP3、PsolCSP4、PsolCSP6和PsolCSP9均在卵中有高的表达量;PsolCSP5、PsolCSP7在棉花粉蚧各发育阶段均有表达,但表达水平无显著差异;PsolCSP11则在三龄若虫中表达量最高;PsolCSP1、Psol CSP8、PsolCSP10和PsolCSP12在各发育阶段均表达,且均在雄成虫中表达量达到最大。Psol OR1在棉花粉蚧卵中表达量显著大于其他发育阶段。3克隆了棉花粉蚧PsCSP10基因并研究了其表达模式克隆了棉花粉蚧化学感受蛋白(CSPs)基因PsCSP10(Genbank登录号:KT958555),其核苷酸序列全长640 bp,编码128个氨基酸残基,预测其成熟蛋白分子量14.99 kD,等电点6.61,且含有4个保守的半胱氨酸残基,均符合昆虫CSPs的一般特征。该基因编码氨基酸序列和其他昆虫CSP的氨基酸序列比对,有50%-56%的相似性。实时荧光定量PCR结果表明PsCSP10在棉花粉蚧各发育阶段中均表达,在雄成虫中的相对表达量显著高于其他发育阶段。分别用扶桑(Hibiscus rosa-sinensis)、棉花(Gossypium spp.)、马缨丹(Lantana camara)饲养的雄成虫中PsCSP10相对表达量不存在差异。推测PsCSP10可能参与棉花粉蚧的雌虫定位以及其他化学感受功能。本研究通过对棉花粉蚧转录组的分析鉴定了棉花粉蚧的化学感受相关基因,并对棉花粉蚧化学感受相关基因的表达差异进行了研究,明确了化学感受相关基因在不同发育阶段中的表达差异,同时通过cDNA末端快速克隆技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE),克隆了PsCSP10全长基因,为进一步研究棉花粉蚧的化学感受机制提供了重要的参考。
【关键词】：棉花粉蚧 化学感受蛋白 气味结合蛋白 气味受体 克隆 序列分析 表达模式
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S433
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 前言9-15
• 1.1 昆虫的化学感受系统9-14
• 1.1.1 气味结合蛋白9-11
• 1.1.2 化学感受蛋白11-12
• 1.1.3 气味受体12-14
• 1.2 棉花粉蚧的研究概况14-15
• 1.3 研究目的与意义15
• 2 棉花粉蚧化学感受相关基因的发掘15-34
• 2.1 化学感受蛋白基因的鉴定16-21
• 2.1.1 实验材料与方法16
• 2.1.2 结果与分析16-21
• 2.2 棉花粉蚧气味结合蛋白的鉴定21-28
• 2.2.1 材料与方法21-22
• 2.2.2 结果与分析22-28
• 2.3 气味受体28-34
• 2.3.1 实验材料与方法28-29
• 2.3.2 结果与分析29-34
• 2.4 小结34
• 3 基于实时荧光定量PCR技术的棉花粉蚧化学感受相关基因的表达研究34-42
• 3.1 棉花粉蚧化学感受蛋白基因的表达研究34-40
• 3.1.1 实验材料与方法34-37
• 3.1.2 结果与分析37-40
• 3.1.2.1 PsolCSP1-PsolCSP12基因在不同发育阶段中的表达37-40
• 3.2 棉花粉蚧气味受体基因表达研究40-41
• 3.2.1 实验材料与方法40-41
• 3.2.2 结果与分析41
• 3.3 小结41-42
• 4 棉花粉蚧化学感受蛋白基因PsCSP10的克隆及表达模式研究42-54
• 4.1 材料与方法42-49
• 4.1.1 供试样品42
• 4.1.2 试剂42
• 4.1.3 仪器42
• 4.1.4 棉花粉蚧总RNA的提取42
• 4.1.5 引物的设计与合成42-43
• 4.1.6 3’RACE反应43-44
• 4.1.7 5’RACE反应44-47
• 4.1.8 RACE反应产物的克隆与测序47-48
• 4.1.9 定量PCR检测PsCSP10在不同寄主雄成虫中表达48-49
• 4.1.10 数据分析49
• 4.2 结果与分析49-54
• 4.2.1 棉花粉蚧PsCSP10基因克隆及序列分析49-51
• 4.2.2 PsCSP10蛋白三维结构预测51
• 4.2.3 PsCSP10基因的表达特征51-54
• 4.3 小结54
• 5 结论与讨论54-58
• 5.1 结论54-55
• 5.2 棉花粉蚧化学感受相关基因的种类55
• 5.3 棉花粉蚧化学感受相关基因的表达模式55-56
• 5.4 棉花粉蚧PsCSP10基因克隆及结构与功能预测56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-69
• 附录 在读期间参加的学术研讨会及发表的学术论文69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：733134