自然感染Wolbachia对丽蝇蛹集金小蜂部分生物学特征和蛋白质组的影响

发布时间：2020-10-21 03:25

　　 丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis是继意大利蜜蜂Apis mellifera之后膜翅目昆虫中第二个完成全基因组测序的物种,其遗传背景清晰,操作简单方便,平均世代周期短,易于实验室饲养,是研究发育和进化遗传学良好的模式生物,也是研究昆虫宿主与共生菌之间相互作用的良好载体。Wolbachia,革兰氏阴性菌,是昆虫体内最普遍的胞内共生菌,可以影响寄主的生殖调控、适合度等方面。胞质不亲和是Wolbachia对丽蝇蛹集金小蜂唯一一种生殖调控方式。昆虫具有发达的先天性免疫系统抵御病原菌的侵入,研究表明,短时间感染细菌或真菌可以显著影响宿主免疫系统组分的表达。但是,长期自然感染Wolbachia对昆虫的影响还未得到充分研究。在本研究中,使用iTRAQ高通量测序和两性生命表的方法,较为全面地分析了丽蝇蛹集金小蜂的蛋白质组和自然感染Wolbachia对丽蝇蛹集金小蜂的影响。具体结论如下:1、通过两性生命表较为全面地分析了自然感染Wolbachia对丽蝇蛹集金小蜂生物学特征的影响,结果显示,自然感染Wolbachia能够显著影响丽蝇蛹集金小蜂的发育历期、寿命、生殖力等生物学特征,但是对种群参数内禀增长率r、周限增长率λ、净生殖率R_0不能产生显著影响。2、利用iTRAQ蛋白质组测序技术,测定分析了丽蝇蛹集金小蜂的蛋白质组。结果显示,在22946个唯一肽段中定量到3096个蛋白质(FDR≤0.01),这3096个蛋白质在3个感染文库和3个不感染文库中均有定量信息。GO功能富集结果显示,共有2578个蛋白质被9297个GO term注释,其中筛选出了丽蝇蛹集金小蜂蛋白质组中15个生殖相关蛋白和13个免疫相关蛋白,这些免疫相关或生殖相关蛋白质均不能被自然感染Wolbachia诱导表达。3、自然感染和长期不感染Wolbachia丽蝇蛹集金小蜂蛋白质组有23个显著性差异表达蛋白质,包括15个表达上调蛋白和8个表达下调蛋白。蛋白功能分析可知,基于分子功能分析,这些蛋白质具有催化活性或附着功能,基于生物过程分析,大部分蛋白质参与代谢过程。qPCR结果显示7个编码显著性差异表达蛋白质的基因(NV11606,NV11923,NV11878,SP6,NV18383,NV16308,SP6,NV18383,NV21224-PA)和7个编码免疫相关或生殖相关蛋白质的基因(NV16743,NV10430,NV15633,NV13603,NV12583和NV10830)中,除NV11606和SP6外,其他基因显示出蛋白质组一致的变化。通过分析显著性差异蛋白、生殖相关蛋白、免疫相关蛋白之间的互作关系发现,差异蛋白质不能通过蛋白互作间接影响丽蝇蛹集金小蜂的免疫系统或生殖调控,但几个免疫或生殖功能蛋白之间具有复杂的互作关系。4、利用KEGG数据库对丽蝇蛹集金小蜂蛋白质组进行通路分析可知,1975个蛋白质定位到1962条途径,共涉及到337个map图,这些蛋白大多参与机体的各种代谢途径,参与细胞组织的构建,或具有催化活性。通过KEGG通路分析总结了丽蝇蛹集金小蜂中参与脂代谢途径的相关蛋白,并同黑腹果蝇、埃及伊蚊、红火蚁、意大利蜜蜂中参与相关途径的蛋白质进行了比较。结果显示,肉食性昆虫丽蝇蛹集金小蜂体内参与脂代谢途径的蛋白质数量与其他几种昆虫没有明显差异。本实验从生物学特征和蛋白表达水平较为全面地分析了自然感染Wolbachia对丽蝇蛹集金小蜂的影响,可以为昆虫寄主和内共生菌长期共生过程中,寄主与共生体相互的适应性提供理论依据。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S476.3
【部分图文】：

图 1-1 丽蝇蛹集金小蜂成虫（左：雌；右：雄）（刘海洋, 2013）Fig. 1-1 Adults of N. vitripennis（Left, female; Right, male） （刘海洋 2013）蛹集金小蜂的生活史蛹集金小蜂发育历时较短，在 28℃的饲养条件下，丽蝇蛹集金小蜂从卵要约 14 d（Whiting 1967; Pultz and Leaf 2003）。条件下，在寄主蝇蛹体内，丽蝇蛹集金小蜂的卵发育到成虫只需 24 h，蛹之后，将经历白蛹、黑白蛹和黑蛹三个阶段，约历时 4 d，之后便在虫，成虫在蝇蛹表面打开一个小洞，从蝇蛹内钻出，经过取食后继续发，即可在蝇蛹上产卵，进入下一个世代。在 4℃时进入滞育，在 4℃条件下，丽蝇蛹集金小蜂寄生在蝇蛹里的幼6 个月，之后通过逐步恢复温度，可继续完成发育至成虫（Werren and 丽蝇蛹集金小蜂产卵时，毒液蛋白会被注入蝇蛹内，寄主的呼吸作用和

自然感染 Wolbachia 对丽蝇蛹集金小蜂部分生物学特征和蛋白质组的影响异常行为，主要包括胞质不相容（Cytoplasmic Incompatibility）、孤thenogenesis Inducing）、雌性化（Feminization）、杀雄作用（Male Killing）等999; Stouthamer et al. 1999; Werren 1997; O'Neill et al. 1992）（图 1-2）。

表 2-3 样品信息Table 2-3 Information of the sample称 A1 A2 A3 B1 B2 B3态 固体 固体 固体 固体 固体 固体头） 145 207 294 136 185 235 mg，加 1 mL SDT 裂解液（不含 DT石英砂，MP 样品制备器进行机械匀，超声 10 s，间隔 15 s，循环 10 次），CA 法进行蛋白质浓度测定。白质样品 5:1（v/v）加入 5×上样缓冲进行 12.5% SDS-PAGE 电泳。电泳条染色。品条带分离较清晰，样品之间平行性
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本文编号：2849567