多杀菌素抗性西花蓟马转录组测序及nAChRα5和α7亚基的克隆分析

发布时间：2018-06-08 16:16

  本文选题：西花蓟马 + 多杀菌素　； 参考：《中国农业科学院》2015年硕士论文

【摘要】：西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)是一种世界性的园艺作物上的主要害虫,可为害蔬菜、花卉和果树等多种作物。目前对于西花蓟马的防治包括生物防治、物理防治以及广泛使用的农药防治等多种方法,其中药剂防治最为普遍。但由于西花蓟马发育周期短、繁殖力强、具有单双倍体繁殖系统,以及杂食性的特点,西花蓟马可通过多种途径对杀虫剂产生抗药性,成为抗药性最为严重的害虫之一。国外已有西花蓟马对防治其最有效的药剂——多杀菌素产生了极高水平抗性的报道,国内西花蓟马对多杀菌素的敏感性也呈下降趋势。根据已有文献,不同多杀菌素抗性西花蓟马种群的抗性机理存在明显差异,研究本地区西花蓟马对多杀菌素的抗性机制对西花蓟马的抗性治理具有十分重要的意义。本文研究了西花蓟马在低温下的生长发育及繁殖状况,对多杀菌素敏感和抗性西花蓟马的转录组进行了测序,并根据RNA-seq结果对西花蓟马烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)α5和α7亚基进行了克隆和分析。上述研究可进一步了解西花蓟马的生物学特性、阐明西花蓟马对多杀菌素的抗性机制,为西花蓟马的有效防治提供理论依据。常年用多杀菌素处理的豆角饲喂该杀虫剂的抗性种群,通过不断的汰选,抗性种群对多杀菌素的LC503,000mg/L,抗性倍数稳定在10,000倍以上,达到了极高抗性水平。敏感种群不接触任何药剂,两种群隔离饲养,为后续研究奠定了试虫基础。通过对5℃和10℃环境下西花蓟马生长发育和繁殖等状况的观察研究,发现西花蓟马具有较高的低温耐受性,在5℃下西花蓟马无法完成生命周期,卵无法正常孵化,1龄若虫可以发育到2龄,但2龄若虫不能继续发育至蛹;蛹能够发育至成虫但成虫不能产卵;10℃下西花蓟马能够完成生活史,但是发育历期显著延长。结果表明,低温导致西花蓟马的发育速度减慢,后代数量骤减,但西花蓟马转移至室温环境后,能够恢复正常生长,说明其具有很强的低温耐受性。对多杀菌素敏感和抗性种群进行RNA-seq,得到了西花蓟马的68,358个unigenes基因,其中与杀虫剂抗性相关的20类基因共1655个unigenes,能够与NCBI-NR库中已公布基因比对上的基因565个,在目前尚无西花蓟马基因组数据的情况下,这无疑很大程度地丰富了西花蓟马的基因数据信息;经差异基因分析,发现两种群间差异表达基因2,618个,其中抗性种群内表达上调的基因1,231个,表达下降的基因1,387个;发现抗性种群中与SOD相关的基因过表达,上调倍数247倍;抗性种群的细胞色素P450s的上调倍数也高于本家族其他基因的下调倍数。经过对RNA-seq数据的qPCR验证,证明RNA-seq得到的差异表达基因是可靠的,可用于指导对西花蓟马多杀菌素抗性的产生机制进行研究。在转录组测序的基础上,克隆获得了西花蓟马nAChRα5亚基和nAChRα7亚基基因CDS全长,经同源比对确定这两个基因为西花蓟马该受体的α5和α7基因;它们的表达量在两种群间均无显著差异。nAChRα7在两种群间无序列差异,而nAChRα5在抗性种群中存在A E五种转录本,在敏感种群中只有A一种形式。D型和E型的N端与A型相比较短,B型较A型存在SGRSSIARCKN的肽段插入,C型转录本在TM3、TM4之间缺失了19个氨基酸残基(从405位的P到423位的E),敏感和抗性种群间转录本的差异可能与抗性有关,其作用需进一步研究。
[Abstract]:瑗胯姳钃熼┈Frankliniella occidentalis(Pergande)鏄�涓�绉嶄笘鐣屾，

本文编号：1996409