家蚕丝氨酸蛋白酶Ser2和Osp参与生殖调控的研究
发布时间：2021-10-01 05:31
昆虫是地球上种类最多、数量最大的动物类群,而且具有惊人的繁殖能力。昆虫生殖腺（Gonads）作为重要的内生殖器,分泌蛋白种类繁多且功能多样,不仅影响雄性昆虫的生殖能力,也影响雌性昆虫的生理过程和生殖行为。鳞翅目是昆虫纲中仅次于鞘翅目的第二大目,其中家蚕（Bombyx mori）由于其良好的研究背景以及重要的经济意义而成为鳞翅目模式昆虫。以家蚕为对象来研究生殖腺分泌蛋白对交配繁殖的作用,有助于了解昆虫的生活过程及进化途径,相关研究结果不仅能应用于益虫利用,还能推广至害虫的遗传防治。本论文围绕家蚕生殖腺的转录组及其生殖腺特异性表达基因的功能开展研究,利用转基因CRISPR/Cas9技术分别构建雄性不育和雌性不育的家蚕突变品系,主要研究内容和结果如下:1.家蚕生殖腺的转录组研究家蚕的生殖腺包括精巢（Testis,TE）、卵巢（Ovary,OV）和副性腺（Accessory gland,AG）,针对雌雄两性不同又分为雄性副性腺（Male accessory gland,MAG）和雌性副性腺（Female accessory gland,FAG）,而生殖腺内含多种与交配繁殖相关的分泌蛋白。本研究...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
昆虫精巢模式图（仿自:Faustoetal.,2001;Josephetal.,2018;刘惠霞等,1992;Tranetal.,2000;Zaugetal.,2008;Pereiraetal.,2015）
华东师范大学博士学位论文6图1.4昆虫雌性副性腺模式图（仿自:Benoitetal.,2015;Laghezzaetal.,2015;王晓芳等,2010;张家侠等,2019;任杰群等,2013;Hugeleetal.,2000;Maetal.,2013）（A）双翅目：舌蝇（Glossina）；（B）双翅目：黑腹果蝇（Drosophilamelanogaster）；（C）双翅目：按蚊（Anopheles）；（D）鳞翅目：迁粉蝶（Catopsiliapomona）；（E）鳞翅目：灰茶尺蛾（Ectropisgrisescens）；（F）鞘翅目：虎天牛（Xylotrechuschinensis）；（G）直翅目：沙漠飞蝗（Schistocercagregaria）；（H）长翅目：蝎蛉（Panorpa）。Figure1.4Patternoffemaleaccessorygonadininsect(ImitationbyBenoitetal.,2015;Laghezzaetal.,2015;Wangetal.,2010;Zhangetal.,2019;Renetal.,2013;Hugeleetal.,2000;Maetal.,2013)(A)Diptera:Glossina;(B)Diptera:Drosophila;(C)Diptera:Anopheles;(D)Lepidoptera:CatopsiliaPomona;(E)Lepidoptera:Ectropisgrisescens;(F)Coleoptera:Xylotrechuschinensis;(G)Orthoptera:Schistocercagregaria;(H)Mecoptera:Panorpa.1.2.2昆虫生殖腺分泌蛋白的功能迄今为止，已有多种生殖腺分泌蛋白被鉴定，发现分泌蛋白的类型和功能存在多样性[65,66]。生殖腺分泌蛋白在生殖调控中发挥着重要作用，不同分泌蛋白以不同方式调控交配繁殖过程的顺利进行（图1.5）[67-72]。Baer等通过生物信息学、转录组学、蛋白组学和基因组编辑等相关研究方法，对昆虫生殖腺分泌蛋白在交配繁殖过程中的功能特征进行了全面解析[73-79]。生殖腺分泌蛋白可以促进精子竞争、储存和释放[73-75]；也可以调节射精的一致性，如提供结构支持、使射精有更多或更少的粘性，从而影响精子的移动、滞留或生理上排斥重复交配[76,77]；而且蛋白的分泌具有
华东师范大学博士学位论文7性及其后代的竞争保护性等（图1.6）[80-82]。已有研究报道的生殖腺分泌蛋白功能主要包括以下几个方面：（1）促进精子的产生、储存、保留和释放；（2）调节射精的一致性以及影响重复交配；（3）改变雌性交配繁殖的生理和行为，包括卵子发生及潜伏直到交配产卵；（4）捕食中保护雌性以及它的后代。简而言之，生殖腺分泌蛋白能够影响雄性精子竞争成功、雌性排卵及产卵能力、个体寿命和后代存活率等[83-85]。图1.5两种交配后反应都需要分泌蛋白（Laflammeetal.,2012）Figure1.5Secretoryproteinsarerequiredfortwopost-matingpathways(Laflammeetal.,2012)图1.6交配影响雌性内部生殖性生理变化（Matteietal.,2015）（A）未交配的雌性；（B）交配中的雌性；（C）交配后的雌性。Figure1.6Matingaffectstheinternalreproductivephysiologyoffemaleindividual(Matteietal.,2015)(A)Thevirginfemale;(B)Thematingfemale;(C)Thematedfemale.
【参考文献】：
期刊论文
[1]害虫遗传防控技术的研究与应用[J]. 徐雪娇,何玮毅,杨婕,陈玮,尤民生. 中国科学:生命科学. 2019(08)
[2]Genome editing in insects: current status and challenges[J]. Jun Xu,Xia Xu,Shuai Zhan,Yongping Huang. National Science Review. 2019(03)
[3]灰茶尺蠖雌成虫生殖器形态特征与组织结构的研究[J]. 张家侠,孙钦玉,葛超美,叶涛,张冉,丁勇. 茶叶科学. 2019(01)
[4]家蚕的起源与进化研究进展[J]. 刘彦群,鲁成. 蚕业科学. 2018(03)
[5]果蝇睾丸基因敲除突变体的构建及表型分析[J]. 唐浚博,曹浩伟,许蕊,张丹丹,黄娟. 遗传. 2018(06)
[6]DNA测序技术的发展进程[J]. 毛亚文,陈江华. 亚热带植物科学. 2018(01)
[7]意大利蝗转录组及性腺发育相关基因分析[J]. 向敏,叶小芳,扈鸿霞,王伟亮,于非,肖宏伟,季荣,王晗. 昆虫学报. 2017(11)
[8]转录组的测序方法及应用研究概述[J]. 姚娜,刘秀明,董园园,王南,孟璐璐,李海燕. 北方园艺. 2017(12)
[9]转录组学在抑菌机制中的应用研究进展[J]. 赵圣明,赵岩岩,马汉军,别小妹. 食品与发酵工业. 2017(07)
[10]第三代DNA测序及其相关生物信息学技术发展概况[J]. 杨悦,杜欣军,梁彬,郭季冬,程晓真,王硕. 食品研究与开发. 2015(10)
本文编号：3417251
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
昆虫精巢模式图（仿自:Faustoetal.,2001;Josephetal.,2018;刘惠霞等,1992;Tranetal.,2000;Zaugetal.,2008;Pereiraetal.,2015）
华东师范大学博士学位论文6图1.4昆虫雌性副性腺模式图（仿自:Benoitetal.,2015;Laghezzaetal.,2015;王晓芳等,2010;张家侠等,2019;任杰群等,2013;Hugeleetal.,2000;Maetal.,2013）（A）双翅目：舌蝇（Glossina）；（B）双翅目：黑腹果蝇（Drosophilamelanogaster）；（C）双翅目：按蚊（Anopheles）；（D）鳞翅目：迁粉蝶（Catopsiliapomona）；（E）鳞翅目：灰茶尺蛾（Ectropisgrisescens）；（F）鞘翅目：虎天牛（Xylotrechuschinensis）；（G）直翅目：沙漠飞蝗（Schistocercagregaria）；（H）长翅目：蝎蛉（Panorpa）。Figure1.4Patternoffemaleaccessorygonadininsect(ImitationbyBenoitetal.,2015;Laghezzaetal.,2015;Wangetal.,2010;Zhangetal.,2019;Renetal.,2013;Hugeleetal.,2000;Maetal.,2013)(A)Diptera:Glossina;(B)Diptera:Drosophila;(C)Diptera:Anopheles;(D)Lepidoptera:CatopsiliaPomona;(E)Lepidoptera:Ectropisgrisescens;(F)Coleoptera:Xylotrechuschinensis;(G)Orthoptera:Schistocercagregaria;(H)Mecoptera:Panorpa.1.2.2昆虫生殖腺分泌蛋白的功能迄今为止，已有多种生殖腺分泌蛋白被鉴定，发现分泌蛋白的类型和功能存在多样性[65,66]。生殖腺分泌蛋白在生殖调控中发挥着重要作用，不同分泌蛋白以不同方式调控交配繁殖过程的顺利进行（图1.5）[67-72]。Baer等通过生物信息学、转录组学、蛋白组学和基因组编辑等相关研究方法，对昆虫生殖腺分泌蛋白在交配繁殖过程中的功能特征进行了全面解析[73-79]。生殖腺分泌蛋白可以促进精子竞争、储存和释放[73-75]；也可以调节射精的一致性，如提供结构支持、使射精有更多或更少的粘性，从而影响精子的移动、滞留或生理上排斥重复交配[76,77]；而且蛋白的分泌具有
华东师范大学博士学位论文7性及其后代的竞争保护性等（图1.6）[80-82]。已有研究报道的生殖腺分泌蛋白功能主要包括以下几个方面：（1）促进精子的产生、储存、保留和释放；（2）调节射精的一致性以及影响重复交配；（3）改变雌性交配繁殖的生理和行为，包括卵子发生及潜伏直到交配产卵；（4）捕食中保护雌性以及它的后代。简而言之，生殖腺分泌蛋白能够影响雄性精子竞争成功、雌性排卵及产卵能力、个体寿命和后代存活率等[83-85]。图1.5两种交配后反应都需要分泌蛋白（Laflammeetal.,2012）Figure1.5Secretoryproteinsarerequiredfortwopost-matingpathways(Laflammeetal.,2012)图1.6交配影响雌性内部生殖性生理变化（Matteietal.,2015）（A）未交配的雌性；（B）交配中的雌性；（C）交配后的雌性。Figure1.6Matingaffectstheinternalreproductivephysiologyoffemaleindividual(Matteietal.,2015)(A)Thevirginfemale;(B)Thematingfemale;(C)Thematedfemale.
【参考文献】：
期刊论文
[1]害虫遗传防控技术的研究与应用[J]. 徐雪娇,何玮毅,杨婕,陈玮,尤民生. 中国科学:生命科学. 2019(08)
[2]Genome editing in insects: current status and challenges[J]. Jun Xu,Xia Xu,Shuai Zhan,Yongping Huang. National Science Review. 2019(03)
[3]灰茶尺蠖雌成虫生殖器形态特征与组织结构的研究[J]. 张家侠,孙钦玉,葛超美,叶涛,张冉,丁勇. 茶叶科学. 2019(01)
[4]家蚕的起源与进化研究进展[J]. 刘彦群,鲁成. 蚕业科学. 2018(03)
[5]果蝇睾丸基因敲除突变体的构建及表型分析[J]. 唐浚博,曹浩伟,许蕊,张丹丹,黄娟. 遗传. 2018(06)
[6]DNA测序技术的发展进程[J]. 毛亚文,陈江华. 亚热带植物科学. 2018(01)
[7]意大利蝗转录组及性腺发育相关基因分析[J]. 向敏,叶小芳,扈鸿霞,王伟亮,于非,肖宏伟,季荣,王晗. 昆虫学报. 2017(11)
[8]转录组的测序方法及应用研究概述[J]. 姚娜,刘秀明,董园园,王南,孟璐璐,李海燕. 北方园艺. 2017(12)
[9]转录组学在抑菌机制中的应用研究进展[J]. 赵圣明,赵岩岩,马汉军,别小妹. 食品与发酵工业. 2017(07)
[10]第三代DNA测序及其相关生物信息学技术发展概况[J]. 杨悦,杜欣军,梁彬,郭季冬,程晓真,王硕. 食品研究与开发. 2015(10)
本文编号：3417251
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