组蛋白去乙酰化酶基因家族对褐飞虱生殖的调控研究

发布时间：2020-05-16 21:29

【摘要】：褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal)隶属半翅目(Hemiptera),飞虱科(Delphacidae),生殖能力强,且存在世代重叠现象,因此极易大规模爆发,是我国和亚洲许多国家水稻上的一种毁灭性害虫。组蛋白乙酰化作为一种染色质修饰方式,调控了诸多细胞进程,但它对昆虫生殖力的调控却鲜有报道。本论文鉴定了 12个褐飞虱组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylases,HDACs)基因,其中包括6个Zn2+依赖的HDACs,即NlHdac1、NlHdac3、NlHdac4、NlHdac6、NlHdac11、NlHdac11_1,和6个NAD+依赖的Sirtuin家族基因,即lSirt1、NlSirt2、NlSirt3、NlSirt4、NlSirt6、NlSirt7、通过RNAi沉默技术初步分析了每个基因对褐飞虱生殖的影响,在此基础上对NlHdac1基因进行了深入研究。本文取得的主要结果如下:(1)基因表达时相分析表明,NlHdac1在卵期较高表达,其它基因的表达则较为均一;(2)组织分布检测表明,NlHdac1、NlSirt6、NlSirt7这三个基因在雌成虫卵巢中高表达,NlHdac6在消化道高表达,而其它基因的组织分布较为均一;(3)RNAi介导的基因沉默实验表明,沉默NlHdacl和NlHdac4使卵巢不能正常发育,沉默NlHdac1和NlHdac3导致产卵器异常,这三个基因的功能受损均严重影响了飞虱的生殖力,而沉默其它去乙酰化酶基因则对生殖力并无显著影响;(4)对雌成虫进行NlHdac1和NlHdac4基因沉默后发现,只有沉默NlHdac1显著增加卵巢组蛋白H3和H4的乙酰化水平,表明N1HDAC1是褐飞虱卵巢的主要组蛋白去乙酰化酶;(5)利用转录组测序进一步分析发现,NlHdac1是通过介导包括mTOR在内的多条信号通路来调节雌成虫卵巢发育与卵子生成;(6)沉默雄成虫的NlHdac1基因会显著降低雄虫的生殖力,但不影响雄虫的精子活力;(7)沉默Nlldac1的雄虫不能产生求偶鸣声,从而丧失了与野生型雌虫的交配权。本论文的初步研究结果不仅有助于阐明HDACs调控昆虫生殖功能的机理,同时也为稻飞虱的防控提供了参考。
【图文】：

的一个ＨＤＡＣ结构域，而含有两个结构域和一个锌指结构域，表明其逡逑可能与基因的表达调控密切相关。此外，，本章也预测了邋ｓｉｒｔｕｉｎ家族的催化核心结逡逑构域，ｓｉｒｔｕｉｎ家族中的每个基因各含有一个结构域（图２．１），功能尚不明确。逡逑］0逡逑

逦—逦邋７８３逦ａａ逡逑图２．１邋ＢＰＨ中ＨＤＡＣｓ结构域逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｃａｔａｌｙｔｉｃ邋ｄｏｍａｉｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＨＤＡＣｓ邋ｏｆ邋ＢＰＨ逡逑２．２．３同源基因分析与分子进化树的构建逡逑本文使用来自１９个物种的７０个ＨＤＡＣ的氨基酸序列与褐飞虱ＨＤＡＣｓ家族逡逑共同构建系统进化树，发现褐飞虱中６个Ｚｎ２＋依赖的ＨＤＡＣｓ被分为三类，逡逑ＮＩＨｄａｃＩ邋和邋ＮＩＨｄａｃ３邋队属于邋ｃｌａｓｓ邋Ｉ，ＮＩＨｄａｃ４邋和邋ＮｌＨｄａｃ６邋队餍于邋ｃｌａｓｓ邋Ｕ，逡逑和邋７Ｗ／／而ｃ７７＿／邋从属于邋ｃｌａｓｓ邋ＩＩＩ，而逦则与邋ｃｌａｓｓ邋Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ邋分开，逡逑从属于一个独立的分支（ｃｌａｓｓ邋ＩＶ）。逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.112.3

【参考文献】

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本文编号：2667357