菜青虫中肠响应CoTI的转录组学分析
本文关键词:菜青虫中肠响应CoTI的转录组学分析 出处:《西南交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 菜青虫 转录组 差异表达基因 实时定量PCR 内参基因
【摘要】:菜青虫(PierisrapaeL)属鳞翅目粉蝶科昆虫,是十字花科蔬菜的主要虫害之一。菜青虫利用消化道蛋白酶降解食物蛋白质以获得其生长发育必需的氨基酸,并利用细胞色素P450等解毒酶降解宿主植物来源的抗虫次生代谢物。本研究前期研究结果表明,来自菜青虫非宿主植物决明(Cassia obtusifolia)的胰蛋白酶抑制剂(CoTI)对菜青虫有较强的抗性。本文利用分子生物学、转录组测序等技术分析喂食CoTI前后,菜青虫中肠消化酶等的转录水平变化,为研究CoTI的抗虫机制打下基础。本文首先将CoTI基因克隆到原核表达载体pET28a中,成功构建了重组质粒pET28a/CoTI,经PCR、双酶切鉴定及测序分析,表明该重组质粒含有目的基因片段,且构建正确,表达纯化蛋白并检测浓度为920μg/ml。随后对菜青虫喂食含有CoTI的白菜叶,以喂食正常白菜叶的菜青虫为对照,分别提取中肠总RNA,利用Illumina 4000测序平台进行转录组测序。测序共获得了菜青虫转录组数据17.16Gb,分别获得28,918,396和28,678,331条高质量的reads。通过Trinity软件组装共获得51,544个Unigenes。将这些Unigenes序列与公共数据库Nr、Swiss-Prot、GO、KOG、COG和KEGG等进行比对注释,,共有22,233条Unigenes获得功能注释。通过比对Nr数据库发现了相关的消化酶与解毒酶家族,105个丝氨酸蛋白酶(79个胰蛋白酶和26个糜蛋白酶,PrSPs),74个脂肪酶(PrLPs),17个淀粉酶(PrALs),113个细胞色素P450(PrCYP450s),46个羧酸酯酶(PrCXs),54个UDP-糖基转移酶(PrUGTs)和41个谷胱甘肽S-转移酶(PrGSTs)。比较对照组与实验组菜青虫中肠的转录组数据,发现有3,066个差异表达基因,并对它们进行GO分析,COG分析与KEGG通路分析等。通过分析KEGG通路发现,参与生长和发育信号通路的几个关键基因wnt、Hippo和Notch在不同的处理条件下表达有所差异,这表明CoTI可能抑制了菜青虫获得正常的生长和发育的能力。对菜青虫进行qRT-PCR内参基因选择。先从转录组数据库中筛选8个比较稳定的 Unigene,包括 Sec61、PSMD9、eIF2g、UPF3、LRE、NADH、hnRNP、THOC2作为候选内参基因,然后选择RPL32、EF1、GADPH等3个常用的内参基因一起作为候选内参基因,分析它们在菜青虫不同组织,不同发育阶段与不同胁迫条件下的相对表达水平。然后利用GeNorm与NormFinder软件分析,发现UPF3的表达水平最为稳定,因此选择UPF3作为后续定量分析的内参基因。
[Abstract]:Pieris rapae (PierisrapaeL) belongs to Lepidoptera Pieridae insects, is one of the main pests of cruciferous vegetables. The use of food protein degradation Pieris rapae and digestive protease to obtain the growth and development of essential amino acids, and the use of insect resistant secondary metabolites such as cytochrome P450 enzyme degradation of host plant sources. The preliminary study results show that the non host plants from Pieris rapae (Cassia obtusifolia) Cassia trypsin inhibitor (CoTI) has strong resistance against Pieris rapae. This paper analysis by molecular biology, transcriptome sequencing technologies such as feeding before and after CoTI, the changes of transcription level of caterpillar midgut digestive enzymes and lay the foundation for the study of the mechanism of CoTI resistance. Firstly, the CoTI gene was cloned into prokaryotic expression vector pET28a, the recombinant plasmid pET28a/CoTI by PCR, double enzyme digestion and DNA sequencing analysis showed that the recombinant plasmid containing the target gene fragment, and constructed correctly, protein expression and purification and detection of the concentration of 920 g /ml. Then the feed containing CoTI rapae cabbage leaves, cabbage leaves to feed normal caterpillar as control, were extracted from the midgut total RNA of transcriptome sequencing using Illumina 4000 sequencing platform. Sequencing transcriptome data were obtained Pieris 17.16Gb, obtained 28918396 and 28678331 high quality reads respectively. A total of 51544 Unigenes were assembled through the Trinity software assembly. These Unigenes sequences are annotated with the common database Nr, Swiss-Prot, GO, KOG, COG, and KEGG, and there are 22233 Unigenes to get the functional annotations. By comparing the Nr database found digestive enzymes and detoxification enzyme family related, 105 serine proteases (79 trypsin and chymotrypsin 26, PrSPs), 74 (PrLPs), 17 lipase amylase (PrALs), 113 cytochrome P450 (PrCYP450s), 46 carboxylic acid ester enzyme (PrCXs) 54, UDP- glycosyltransferase (PrUGTs) and 41 glutathione S- transferase (PrGSTs). The transcriptome data comparing the experimental group and the control group of Pieris rapae midgut, found 3066 differentially expressed genes, and their GO analysis, COG analysis and KEGG pathway analysis. Through the analysis of the KEGG pathway that participates in several key genes Wnt, growth and development of the Hippo signaling pathway and Notch expression varied in different treatment conditions, suggesting that CoTI may inhibit the ability of Pieris rapae obtain normal growth and development. The qRT-PCR reference gene selection to pierisrapae. The first screening of 8 stable Unigene from the transcriptome database, including Sec61, PSMD9, eIF2g, UPF3, LRE, NADH, hnRNP, THOC2 as candidate reference genes, RPL32, EF1, GADPH and other 3 commonly used reference genes as candidate reference genes, analysis them in different tissues of Pieris rapae, different the development stage and different stress conditions, the relative expression level. Then the analysis using GeNorm and NormFinder software, found that the most stable reference gene expression level of UPF3, so UPF3 is selected as the subsequent quantitative analysis.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S433.4
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 汤海港;黄艳华;路海博;田丹阳;张蕴薇;;转录组测序技术及其在能源草基因挖掘和品种选育中的应用前景分析[J];草地学报;2016年04期
2 郝甜甜;李强飞;李国治;陈禹翰;邓卫东;;测序技术的研究进展[J];畜牧与饲料科学;2014年03期
3 周永红;柳国艳;阮增良;张黎明;;高通量测序在海洋生物活性物质开发中的应用前景[J];国际药学研究杂志;2013年04期
4 王荣春;孙建华;何述栋;马莺;;胰蛋白酶抑制剂的结构与功能研究进展[J];食品科学;2013年09期
5 李婷;冯占民;杨巡纭;王利勤;;决明属植物的化学成分及药理作用研究进展[J];林产化学与工业;2012年06期
6 王立民;李彦娇;;菜粉蝶防治技术研究[J];现代农业;2012年10期
7 黄逸钗;;菜青虫综合防治技术[J];福建农业科技;2012年Z1期
8 刘莹;王娜;张赞;李飞;;五种鳞翅目害虫中抗药性相关基因的转录组学分析[J];应用昆虫学报;2012年02期
9 黄艳君;浦冠勤;;菜青虫的生物防治技术[J];农业灾害研究;2012年03期
10 王兴春;杨致荣;王敏;李玮;李生才;;高通量测序技术及其应用[J];中国生物工程杂志;2012年01期
相关会议论文 前1条
1 王利霞;;菜青虫的无公害的防治技术[A];华中昆虫研究(第五卷)[C];2008年
相关博士学位论文 前3条
1 张艳凯;叶螨中Wolbachia感染特性及其对宿主生殖、种群遗传和基因表达的影响[D];南京农业大学;2014年
2 刘同祥;中药蛋白酶抑制剂的筛选及防治急性肺损伤作用研究[D];北京中医药大学;2007年
3 赵正源;中性粒细胞弹性蛋白酶在肺癌发生发展中的作用[D];第四军医大学;2004年
相关硕士学位论文 前5条
1 赵少若;田鼠巴贝斯虫硫氧还蛋白还原酶的研究[D];中国农业科学院;2016年
2 王伟;转录组分析文冠果幼苗抗冷性机制[D];山东农业大学;2015年
3 杨君;朱砂根的转录组测序及与三萜皂苷合成相关基因的差异分析[D];四川农业大学;2015年
4 宋涛;川芎根茎、叶转录组测序及分析[D];西南交通大学;2015年
5 刘祖碧;决明种子转录组学分析及胰蛋白酶抑制剂基因的克隆与功能研究[D];西南交通大学;2014年
,本文编号:1344527
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/1344527.html