inaC基因在橘小实蝇光响应中的功能研究

发布时间：2018-03-29 18:17

本文选题：橘小实蝇　切入点：趋光行为　出处：《华中农业大学》2015年硕士论文

【摘要】：橘小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)寄主范围广,喜产卵于果实内,幼虫潜食为害,对果蔬种植业造成严重损失。色板诱捕和灯光诱杀是在橘小实蝇成虫视觉光响应行为的研究基础上产生的安全无害、操作简便的防治手段。eye-PKC蛋白是眼特异性表达的蛋白激酶C,参与信号转导、光的适应等过程,激活视紫红质转化为变视紫质,但能否影响橘小实蝇光响应的生物学行为,目前昆虫中还未报道过。本研究以eye-PKC蛋白的编码基因ina C为靶标基因,利用RNAi技术和实时荧光定量PCR等分子生物学技术检测橘小实蝇各虫龄虫态和不同组织的表达模式,并通过观察橘小实蝇趋光行为和交配行为,研究ina C基因在橘小实蝇光响应中的作用。研究结果为橘小实蝇的视觉反应奠定理论基础,同时也为防治橘小实蝇提供参考价值。1.橘小实蝇ina C基因的克隆和基因表达模式分析成功克隆了橘小实蝇ina C基因c DNA全长,ORF长为2052bp,编码683个氨基酸。SMART软件预测基因的结构域,结果显示橘小实蝇ina C基因编码蛋白与果蝇INAC蛋白结构相似,包含2个PKC保守域C1、1个PKC保守域C2、1个S_TKc结构域和1个S_TK_X结构域。基因同源性分析结果显示ina C氨基酸序列与近缘昆虫相似性度很高,与瓜实蝇Bactrocera cucurbitae、地中海实蝇Ceratitis capitata相似度达到97%,黑腹果蝇Drosophila melanogaster相似度达到84%,家蝇Musca domestica相似度达到83%,与丽蝇Calliphora vicina相似度达到82%。橘小实蝇ina C氨基酸序列与其相似度较高的这几种昆虫eye-PKC氨基酸构建系统发育树,进化距离由近及远依次为地中海实蝇、瓜实蝇、黑腹果蝇、丽蝇、家蝇,与同源性比对结果一致。通过实时荧光定量PCR技术检测橘小实蝇ina C基因在不同时期和不同组织的表达模式。不同虫龄橘小实蝇中,ina C在卵期和幼虫期几乎不表达,蛹期表达量较低,成虫期高表达,发育成熟的成虫表达量接近刚羽化成虫的1.75倍。橘小实蝇成虫不同组织中,ina C基因在头部高表达,而在其他组织几乎不表达。2.ina C在橘小实蝇趋光行为中的作用诱导大肠杆菌HT115表达ina C ds RNA,用饲喂ds RNA的方法进行生测实验。实时荧光定量PCR检测橘小实蝇成虫头部ina C表达量,结果表明ina C ds RNA可以在橘小实蝇中产生系统性干扰效应,与对照组相比,喂食ina C ds RNA头部ina C基因表达量下调54%。利用Y型管检测橘小实蝇成虫在两个光源之间进行选择的趋性差异。橘小实蝇对紫光和黄光趋向性强于红光、橙光、绿光、蓝光,而紫光与黄光两种光源比较时选择无颜色偏好。干扰ina C基因后,紫光与红光、橙光、绿光进行两两比较时,橘小实蝇的紫光选择率降低(与egfp ds RNA处理组相比,对紫光的选择率分别由75%、80.77%、81.16%降低为55%、54.43%、59.74%);黄光与红光、橙光、蓝光两两比较时,橘小实蝇的黄光选择率降低(与egfp ds RNA处理组相比,对黄光的选择率分别由75.32%、71.05%、71.25%降低为59.42%、51.35%、47.14%)。黄光和紫光比较时由趋性无颜色偏好(egfp ds RNA组黄光选择率为48.75%,紫光选择率为51.25%),变为更趋向黄光运动(干扰组橘小实蝇黄光选择率为80.88%)。结果表明干扰ina C基因,橘小实蝇在两个光源之间选择的过程中对紫色和黄色的趋性减弱,且对紫光的影响更显著。3.ina C在橘小实蝇交配行为中的作用橘小实蝇在完全黑暗条件下不交配,在白光下1小时内成功交配率较低(交配率为40%),红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、紫光的交配率较高,都能达到80%以上。黄光、绿光下橘小实蝇从雌雄混合开始到交配成功的求偶时间较红光、橙光、蓝光、紫光更长,红光、橙光、蓝光、紫光在20分钟成功交配比率为80%左右,黄光、绿光只有50%左右。干扰ina C后,绿光和紫光条件下橘小实蝇1小时内成功交配率显著下降(绿光,egfp ds RNA组成功交配率为95%,ina C ds RNA组成功交配率为50%,χ2=10.16,d.f.=1,p0.01;紫光,egfp ds RNA组成功交配率为100%,ina C ds RNA组成功交配率为60%,χ2=10.00,d.f.=1,p0.01),其它颜色光照两组没有显著性差异;橙光、黄光、绿光、紫光条件下,橘小实蝇整体求偶时间延长,30min前干扰组成功交配的试虫对数较少(30min时干扰组与对照组差异:橙光χ2=5.01,;黄光χ2=6.47,p0.05;绿光χ2=8.29,p0.01;紫光χ2=7.03,p0.01)。
[Abstract]:The research results show that the gene encoding gene ina C of Bactrocera ( Bactrocera ) is a target gene , and it has a similar degree to the fruit and vegetable growing industry . The results show that the gene encoding gene ina C of the fruit fly is similar to that of the fruit fly . In comparison with the control group , the selection rate of yellow light decreased ( 75.32 % , 71.05 % , 71.25 % decreased to 59.42 % , 51.35 % , 47.14 % ) . The results showed that the mating rate of yellow light , orange light , yellow light , green light , blue light and violet light were 80 % and 80 % , respectively . d . f . = 1 , p0.01 ) , there was no significant difference between the two groups : orange light , yellow light , green light and purple light , the whole survival time of the orange fly was prolonged , and the number of trial insects which interfered with the composition work after 30 min was less than that of the control group : orange light 蠂2 = 5.01 , yellow light 蠂2 = 6.47 , p0.01 ; green light 蠂2 = 8.29 , p0.01 ; violet 2 = 7.03 , p0.01 ) .

【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S433

【参考文献】