华山松大小蠹GSTs基因的表达和对寄主防御物质的响应

发布时间：2017-09-10 04:20

  本文关键词：华山松大小蠹GSTs基因的表达和对寄主防御物质的响应

  更多相关文章： 华山松大小蠹 谷胱甘肽S-转移酶 寄主抗性 萜类物质 表达水平

【摘要】：华山松大小蠹是我国西北地区天然森林生态系统内最具危害性的小蠹种类,集中选择入侵危害秦岭巴山林区华山松纯林和各种混交林中30年以上健康华山松(Pinus armandi Fr.),已经成为秦岭巴山林区森林生态系统可持续发展和生态环境建设的重大障碍。谷胱甘肽S-转移酶作为昆虫重要的解毒酶系,对华山松大小蠹克服寄主多元抗性,成功入侵和定殖寄主树木具有重要的作用。本研究通过对华山松大小蠹GSTs基因分析,华山松大小蠹GSTs基因在各发育阶段表达的差异,以及华山松大小蠹GSTs基因对萜类物质的响应模式研究,旨在揭示华山松大小蠹GSTs基因的多样性和华山松大小蠹GSTs基因在降解寄主毒素和克服寄主化学防御物质的作用。取得研究结果如下:通过克隆获得9条华山松大小蠹GSTs基因,分属于4个家族:Epsilon、Sigma、Omega和Theta,并分别定名为DaGSTe1、DaGSTe4、DaGSTe5、DaGSTe6、DaGSTs1、DaGSTs2、DaGSTo1、DaGSTo2和DaGSTt1,系统发育分析表明同一家族的华山松大小蠹GSTs基因与其他昆虫GSTs的同源性均高于40%。华山松大小蠹9条GSTs基因中,仅DaGSTs2基因的表达在迁飞成虫和入侵成虫雌雄之间差异显著,其余GSTs基因表达在各阶段雌雄成虫间差异不显著。华山松大小蠹不同家族GSTs基因在成虫各阶段的表达水平变化多样,其变化与各阶段化学环境密切相关,说明这些基因的功能可能与华山松大小蠹克服寄主多元抗性有关。Epsilon家族GSTs基因的表达水平受取食华山松韧皮部的影响较小,但显著低于未处理成虫。Sigma家族在取食的雄虫中显著高于未取食雄虫,而Theta家族在取食后雌雄成虫显著低于未取食的雌雄成虫。Omega家族整体变化较小,饥饿和喂食处理都未对其产生显著影响。萜类物质处理后Sigma家族和Theta家族GSTs基因表达水平对所有刺激物和所有处理时间均显著上调;而Omega家族变化较小,仅对少数萜类物质处理有响应;Epsilon家族则表现出多样性变化。综上所述,华山松大小蠹不同家族GSTs基因的功能特点各异。Epsilon家族对不同处理响应不一,具有功能上的多样性;Sigma家族在处理后总是表现出显著上调;Omega家族则表达水平稳定,受各种处理的影响较小。华山松大小蠹GSTs基因通过调控谷胱甘肽S-转移酶的表达水平,在降低寄主华山松树脂等抗性物质对华山松大小蠹毒害作用方面具有重要作用。
【关键词】：华山松大小蠹 谷胱甘肽S-转移酶 寄主抗性 萜类物质 表达水平
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S763.38
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-18
• 1.1 小蠹类森林害虫10-12
• 1.1.1 小蠹类害虫概述10
• 1.1.2 小蠹虫与寄主针叶树间的相互关系10-12
• 1.2 谷胱甘肽S-转移酶12-14
• 1.2.1 谷胱甘肽S-转移酶概述12
• 1.2.2 谷胱甘肽S-转移酶的分类和命名12-13
• 1.2.3 谷胱甘肽S-转移酶的结构与功能13-14
• 1.3 昆虫谷胱甘肽S-转移酶研究概况14-17
• 1.3.1 昆虫谷胱甘肽S-转移酶基因多样性14-15
• 1.3.2 昆虫谷胱甘肽S-转移酶主要功能15-17
• 1.4 研究内容及目的意义17-18
• 第二章 材料与方法18-28
• 2.1 实验材料18-21
• 2.1.1 供试昆虫与采样地点18
• 2.1.2 主要试剂（盒）18-19
• 2.1.3 引物19-20
• 2.1.4 主要实验仪器20-21
• 2.2 华山松大小蠹GSTs基因克隆21-24
• 2.2.1 华山松大小蠹总RNA提取21
• 2.2.2 转录组测序及注释21-22
• 2.2.3 第一链cDNA合成22
• 2.2.4 PCR扩增22-23
• 2.2.5 PCR产物纯化23
• 2.2.6 连接与转化23
• 2.2.7 检测与测序23-24
• 2.3 华山松大小蠹GSTs基因序列分析24
• 2.3.1 基因结构分析24
• 2.3.2 系统发育分析24
• 2.3.3 蛋白三维结构模拟24
• 2.4 华山松大小蠹成虫不同阶段GSTs基因表达差异24-26
• 2.4.1 内参基因的筛选24
• 2.4.2 GSTs基因定量引物的设计与筛选24-25
• 2.4.3 华山松大小蠹成虫不同阶段虫态获取25
• 2.4.4 样品RNA提取与cDNA合成25
• 2.4.5 实时荧光定量PCR反应25
• 2.4.6 数据分析25-26
• 2.5 华山松大小蠹GSTs基因对萜类物质的响应26
• 2.5.1 萜类物质处理26
• 2.5.2 实时荧光定量PCR26
• 2.5.3 数据分析26
• 2.6 华山松大小蠹GSTs基因对取食华山松韧皮部的响应26-28
• 2.6.1 喂食处理26-27
• 2.6.2 实时荧光定量PCR27
• 2.6.3 数据分析27-28
• 第三章 结果与分析28-43
• 3.1 转录组测序与功能注释28-29
• 3.2 华山松大小蠹GSTs基因的克隆及序列分析29-34
• 3.2.1 基因结构分析29-30
• 3.2.2 序列相似性与系统发育分析30-33
• 3.2.3 华山松大小蠹GSTs基因翻译蛋白同源三维结构模拟33-34
• 3.3 华山松大小蠹GSTs基因在成虫不同阶段的转录水平差异34-36
• 3.4 萜类物质处理对华山松大小蠹成虫GSTs基因表达水平的影响36-40
• 3.5 取食与饥饿处理对华山松大小蠹成虫GSTs基因表达水平的影响40-43
• 第四章 结论与讨论43-46
• 4.1 讨论43-45
• 4.2 结论45-46
• 参考文献46-55
• 附录55-57
• 缩略词57-58
• 致谢58-59
• 作者简介59

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本文编号：824695