褐飞虱马氏管中体液平衡调控基因的功能初探
发布时间：2021-03-26 00:38
马氏管是昆虫体液平衡调节的关键器官,在相关调控蛋白的参与下动态调节着排泄和水盐平衡。若昆虫体液平衡被破坏,生存能力就会受到影响,故马氏管及其关键体液平衡调控基因可作为害虫防治的潜在靶标。褐飞虱（Nilaparvata lugens St?l）是水稻上重要的植食性刺吸式害虫,本文以褐飞虱为研究对象,开展了褐飞虱马氏管的关键体液平衡调控基因的功能研究,以期得到对褐飞虱存活和排泄有重要影响的调控基因。首先,利用RNA-seq转录组技术分析出褐飞虱马氏管、中肠和后肠的转录组表达差异谱,筛选出马氏管相对高表达的体液平衡调控基因,然后利用RNA干扰等技术研究这些基因的功能。主要研究结果如下:（1）转录组结果表明在褐飞虱肠道（马氏管、中肠和后肠）高表达的有salivap-6、细胞色素C氧化酶、酯酶E4和核糖体蛋白等。相对于后肠和中肠,马氏管中相对高表达的主要集中于转运蛋白基因,如五个水通道蛋白基因（Eglp1、Eglp2、DRIP、BIB和AQP12L）、钠钾ATP酶基因ATP1A1、钾离子通道基因Kir3、溶质载体有机阴离子转运体、偶联单羧酸转运蛋白和钠/钙交换体等。另外神经肽基因Neuropar...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
褐飞虱肠道结构（引自Baoetal2012）
去（Phillips1981,Kolosov2018）。这两个步骤涉及到两种重要的上皮分泌细胞：主要细胞（principalcells,PC）和次要细胞（stellatecells,SC）（DowandDavies2001）。两者形态上有巨大差异，却都承担着同样的生理活动。PC刷状缘膜上的V型H+-ATP酶将H+从细胞质转移到马氏管腔，从而建立起跨上皮细胞顶膜和基底膜的负电位差，位于SC基底膜上的钠/钾离子泵（Na+/K+-ATPase）起协助作用，负的膜电位驱动离子通过基底膜的离子通道。这些离子转运蛋白与离子通道协同作用将Na+和Cl-向马氏管腔内转运，为马氏管分泌活性提供渗透梯度（图1-2）（O"DonnellandSanchez2015,Piermarinietal2017）。图1-2蚊虫马氏管跨上皮液体分泌模型（引自Piermarinietal2017）Fig.1-2ThemodelforsecretioninMalpighiantubulesofmosquitoes(Piermarinietal2017)
褐飞虱马氏管中体液平衡调控基因的功能初探7图1-3水通道蛋白的结构模型（引自AbramsonandVartanian2013）Fig.1-3Structuralmodelofaquaporin(AQP)（AbramsonandVartanian2013）注：水通道蛋白有两个保守的NPA，红色圆圈代表水分子。Note:AquaporinscontaintwoconservedNPAsignaturemotif,redcirclesrepresentwatermoleculesAQPs是一种允许水分双向通过细胞膜的蛋白，其能实现水分子跨膜快速运输。许多不带电的溶质和某些重金属也都可以通过AQPs进行转运（Uehleinetal2003）。一些昆虫能生活在零度以下或干旱等极端环境中，一些吸食血液或植物汁液的昆虫能吸食过多液体，都与功能性AQPs有关（Kishidaetal2000）。总之，AQPs可以在吸收、排泄、抗旱和抗冻等多种生理功能中发挥作用（Benoitetal2014）。由于特殊的结构，AQPs主要在水运输方面起着重要作用。Shakesby等人发现在烟粉虱的中肠滤室中存在一种水特异性AQPs（BtAQP1），它能穿过马氏管运输水分，缓解昆虫渗透压力，去除食物中多余的水并进行有效排泄（Kikawadaetal2008）。有研究发现在埃及伊蚊Aedesaegypti、冈比亚按蚊Anophelesgambiae和豌豆蚜Acyrthosiphonpisum中都有汞敏感性的AQPs。埃及伊蚊的汞敏感性基因AaAQP1a免疫定位在马氏管的气管细胞，发现其与水运输相关（Pietrantonioetal2000）。冈比亚按蚊在吸血过后，汞敏感性AgAQP1基因在脂肪、卵巢、马氏管中表达上调，在干燥的取食环境中基因表达下调（Liuetal2011）。Shakesby等人发现豌豆蚜的汞敏感性AQP1基因可促进水从远端肠道向近端渗透（Shakesbyetal2009）。同样在赤拟谷盗中研究发现，AQPs基因TcEglp1、TcEglp3、TcEglp5和TcDrip
本文编号：3100610
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
褐飞虱肠道结构（引自Baoetal2012）
去（Phillips1981,Kolosov2018）。这两个步骤涉及到两种重要的上皮分泌细胞：主要细胞（principalcells,PC）和次要细胞（stellatecells,SC）（DowandDavies2001）。两者形态上有巨大差异，却都承担着同样的生理活动。PC刷状缘膜上的V型H+-ATP酶将H+从细胞质转移到马氏管腔，从而建立起跨上皮细胞顶膜和基底膜的负电位差，位于SC基底膜上的钠/钾离子泵（Na+/K+-ATPase）起协助作用，负的膜电位驱动离子通过基底膜的离子通道。这些离子转运蛋白与离子通道协同作用将Na+和Cl-向马氏管腔内转运，为马氏管分泌活性提供渗透梯度（图1-2）（O"DonnellandSanchez2015,Piermarinietal2017）。图1-2蚊虫马氏管跨上皮液体分泌模型（引自Piermarinietal2017）Fig.1-2ThemodelforsecretioninMalpighiantubulesofmosquitoes(Piermarinietal2017)
褐飞虱马氏管中体液平衡调控基因的功能初探7图1-3水通道蛋白的结构模型（引自AbramsonandVartanian2013）Fig.1-3Structuralmodelofaquaporin(AQP)（AbramsonandVartanian2013）注：水通道蛋白有两个保守的NPA，红色圆圈代表水分子。Note:AquaporinscontaintwoconservedNPAsignaturemotif,redcirclesrepresentwatermoleculesAQPs是一种允许水分双向通过细胞膜的蛋白，其能实现水分子跨膜快速运输。许多不带电的溶质和某些重金属也都可以通过AQPs进行转运（Uehleinetal2003）。一些昆虫能生活在零度以下或干旱等极端环境中，一些吸食血液或植物汁液的昆虫能吸食过多液体，都与功能性AQPs有关（Kishidaetal2000）。总之，AQPs可以在吸收、排泄、抗旱和抗冻等多种生理功能中发挥作用（Benoitetal2014）。由于特殊的结构，AQPs主要在水运输方面起着重要作用。Shakesby等人发现在烟粉虱的中肠滤室中存在一种水特异性AQPs（BtAQP1），它能穿过马氏管运输水分，缓解昆虫渗透压力，去除食物中多余的水并进行有效排泄（Kikawadaetal2008）。有研究发现在埃及伊蚊Aedesaegypti、冈比亚按蚊Anophelesgambiae和豌豆蚜Acyrthosiphonpisum中都有汞敏感性的AQPs。埃及伊蚊的汞敏感性基因AaAQP1a免疫定位在马氏管的气管细胞，发现其与水运输相关（Pietrantonioetal2000）。冈比亚按蚊在吸血过后，汞敏感性AgAQP1基因在脂肪、卵巢、马氏管中表达上调，在干燥的取食环境中基因表达下调（Liuetal2011）。Shakesby等人发现豌豆蚜的汞敏感性AQP1基因可促进水从远端肠道向近端渗透（Shakesbyetal2009）。同样在赤拟谷盗中研究发现，AQPs基因TcEglp1、TcEglp3、TcEglp5和TcDrip
本文编号：3100610
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