莲草直胸跳甲Halloween基因家族鉴定及表达分析

发布时间：2021-09-05 15:43

　　【背景】莲草直胸跳甲（Agasicles hygrophila）是世界恶性入侵杂草空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）的专一性生防天敌;莲草直胸跳甲种群动态呈季节性波动趋势,在我国湖南地区其夏季种群数量骤减,导致对空心莲子草的防控效果大大降低。而Halloween基因家族参与昆虫蜕皮激素的合成,影响昆虫生长和繁殖,进而对昆虫种群动态具有一定影响。【目的】揭示Halloween基因家族在莲草直胸跳甲不同发育时期和不同组织中的表达模式,为进一步探究Halloween基因家族在莲草直胸跳甲中的功能打下基础,进而为生防天敌的扩繁提供新思路。【方法】通过筛选莲草直胸跳甲卵巢转录组数据并结合生物信息学分析,找到并克隆其体内Halloween基因家族成员;使用NCBI在线分析其保守结构域,利用MEGA6.0对Halloween家族基因进行多序列比对并构建系统发育树;通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测各基因在莲草直胸跳甲不同发育时期（卵、幼虫、蛹、雌成虫）和雌成虫不同组织（头、胸、中肠、卵巢、脂肪体）中的表达水平。【结果】莲草直胸跳甲中存在6个Hallow... 

【文章来源】：中国农业科学. 2020,53(10)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

莲草直胸跳甲Halloween基因家族在不同发育时期的相对表达量

基于氨基酸序列构建的Halloween基因家族的系统进化树（邻接法）

莲草直胸跳甲是入侵杂草空心莲子草的专一性天敌，其成虫和幼虫均取食叶片，若在同一地点连续释放2—3年，空心莲子草基本可得到控制[28]。目前，在我国湖南长沙等地空心莲子草一年四季均大量发生，而莲草直胸跳甲的种群动态却呈波动趋势。Halloween基因家族作为蜕皮激素合成通路中重要的一支，在昆虫生长发育和繁殖中具有重要作用，因此会对昆虫种群动态产生影响[29]。虽然已在多种昆虫中发现并鉴定Halloween家族基因，但目前尚无有关莲草直胸跳甲中该基因家族的研究报道。本研究利用RT-PCR技术克隆获得莲草直胸跳甲蜕皮激素合成途径Halloween家族6个基因Ah CYP302A1、Ah CYP306A1、Ah CYP307A1、Ah CYP307A2、Ah CYP314A1、AhCYP315A1的中间片段，其中AhCYP306A1、AhCYP307A1、Ah CYP307A2属于细胞色素P450超家族中CYP2集团，AhCYP302A1、Ah CYP314A1、AhCYP315A1属于线粒体集团。进化分析发现莲草直胸跳甲中Halloween基因家族具有一定的保守性，表明其在不同昆虫中可能具有相似的功能；但在不同昆虫中Halloween基因家族不同，有些酶在昆虫进化过程中已被消除、复制或发生改变；如CYP307家族中的spot在鳞翅目昆虫以及果蝇科中不存在，但在冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）和埃及伊蚊（Aedes aegypti）中检测到此基因[12]；此外，在莲草直胸跳甲中发现的CYP307A2，在家蚕以及烟草天蛾中却不存在[30]，表明蜕皮激素的合成路径在不同昆虫中存在物种特异性和进化差异。

【参考文献】：
期刊论文
[1]昆虫成虫蜕皮激素研究进展[J]. 杨栋梁,郝婧,王彦男,奚耕思.  生命科学. 2014(08)
[2]家蚕蜕皮激素合成相关的细胞色素P450基因的鉴定分析[J]. 程道军,李志清,孟勐,彭健,钱文良,康丽霞,夏庆友.  中国农业科学. 2014(03)
[3]莲草直胸跳甲释放量对其种群构建的影响[J]. 李彦宁,傅建炜,郭建英,朱兴,黄思娣,万方浩.  生物安全学报. 2011(04)
[4]喜旱莲子草在中国的入侵机理及其生物防治[J]. 马瑞燕,王韧.  应用与环境生物学报. 2005(02)
[5]空心莲子草主要生物学特性研究[J]. 张格成,李继祥,陈秀华.  杂草科学. 1993(02)
[6]蜕皮激素对家蚕卵黄蛋白合成积累及卵巢发育的影响[J]. 吴小锋,徐俊良.  蚕业科学. 1992(01)
[7]蔬菜地空心莲子草的发生及危害[J]. 尹仁国.  杂草科学. 1992(01)

硕士论文
[1]莲草直胸跳甲对空心莲子草的控制研究[D]. 黄思娣.湖南农业大学 2010
[2]莲草直胸跳甲的热胁迫适应性研究[D]. 赵鑫.西南大学 2009



本文编号：3385623