發(fā)布時間：2018-06-10 18:21

  本文選題：粘蟲 + 生物鐘基因　； 參考：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：粘蟲Mythimna separata(Walker)隸屬鱗翅目夜蛾科,是一種典型的季節(jié)性遠(yuǎn)距離遷飛害蟲,也是嚴(yán)重威脅我國糧食作物生產(chǎn)安全的重大害蟲,廣泛分布于亞洲和澳洲的多個國家和地區(qū)。粘蟲在我國每年南北往返遷飛危害。近年來,由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)變化,粘蟲的發(fā)生危害呈現(xiàn)加重趨勢,尤其是2012和2013年在全國范圍暴發(fā)成災(zāi),對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。生物鐘基因是調(diào)控生物節(jié)律的一類基因,在細(xì)胞、組織、器官和行為等各層次中起作用。而粘蟲作為一種晝伏夜出性害蟲,其飛行、交配、產(chǎn)卵等行為均發(fā)生于夜晚,具有明顯的晝夜節(jié)律。但截至目前,有關(guān)其晝夜活動節(jié)律的分子調(diào)控機制尚未見報道。本研究首次對粘蟲4個生物鐘基因進行了克隆,在此基礎(chǔ)上,通過實時熒光定量PCR技術(shù)分析了相應(yīng)的表達模式,并就生物鐘基因?qū)φ诚x活動節(jié)律的調(diào)控進行了進一步研究。取得如下主要研究結(jié)果。1.根據(jù)粘蟲轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫擴增獲得4種粘蟲生物鐘基因period、timless、clock和cycle,分別命名為Msper(KY446805)、Mstim(KY446806)、Msclk(KY446807)、Mscyc(KY825136),長度分別為3579 bp、3132 bp、1851 bp、2094 bp,分別編碼1192、1043、616、697個氨基酸,預(yù)測蛋白分子量分別為132 kDa、117 kDa、69 kDa、75 kDa,理論等電點分別為6.50、5.14、5.63、6.74。經(jīng)序列比對,MsPER與一點粘蟲Mythimna unipuncta、甜菜夜蛾Spodoptera exigua、芹菜夜蛾Anagrapha falcifera等夜蛾科昆蟲PER序列一致性達83%以上;MsTIM與棉鈴蟲Helicoverpa armigera、甜菜夜蛾、蛀莖夜蛾Sesamia nonagrioides等昆蟲TIM序列一致性達80%以上;MsCLK與甜菜夜蛾、棉鈴蟲CLK序列一致性達90%以上;MsCYC與蛀莖夜蛾,家蠶Bombyx mori、小菜蛾plutella xylostella、柞蠶Antheraea pernyi等CYC序列一致性達68%以上。進化樹分析結(jié)果與氨基酸序列比對結(jié)果基本一致。2.采用實時熒光定量PCR技術(shù)分析了粘蟲生物鐘基因Msper、Mstim、Mscyc和Msclk的時空表達模式:(1)4個生物鐘基因的mRNA在粘蟲不同發(fā)育時期的表達量差異顯著,成蟲期表達量顯著高于其他發(fā)育階段。除Mscyc基因在1齡幼蟲期表達量高于卵期外,其他基因均為幼蟲期表達量最低。(2)成蟲不同組織生物鐘基因的表達量不同。Msper、Mstim、Mscyc在觸角中表達量最高,其次為頭部,而Msclk在頭部的表達量顯著高于觸角。在飛行肌、足及生殖腺中,上述4種基因的表達量無明顯的規(guī)律性。(3)4個生物鐘基因的相對表達量均具有晝夜節(jié)律變化,其中Msper、Mstim與Msclk在雌、雄成蟲中均表現(xiàn)為光期表達量較低,暗期表達量較高;而Mscyc在光期起始時表達量最高,暗期末表達量最低。3.采用顯微注射法對Msper基因進行干擾,并測定其活動節(jié)律變化。結(jié)果表明干擾24 h后Msper表達量下降60%,受干擾后粘蟲在夜晚無高飛行強度;而對照試蟲在暗期末期出現(xiàn)一個高飛行強度。且受干擾的個體在沉默試劑生效的48 h內(nèi)無產(chǎn)卵現(xiàn)象,試劑失效后產(chǎn)卵行為恢復(fù)。本研究首次克隆得到4個粘蟲生物鐘基因,并明確了Msper、Mstim、Mscyc和Msclk在粘蟲不同發(fā)育時期、成蟲不同組織中的晝夜表達規(guī)律,且證明Msper參與調(diào)控粘蟲活動節(jié)律。這些結(jié)果有助于闡明生物鐘基因?qū)φ诚x行為節(jié)律的調(diào)節(jié)作用,為進一步深入研究粘蟲生物鐘基因的調(diào)控機制奠定基礎(chǔ),以期為建立以昆蟲行為節(jié)律為靶標(biāo)的粘蟲遺傳防治體系,實現(xiàn)粘蟲的可持續(xù)控制提供參考。
[Abstract]:Mythimna separata ( Walker ) belongs to lepidopteran exigua family , is a typical seasonal long - distance migratory pest , and it is a kind of important pest which seriously threatens the production safety of food crops in China . The time - and - night expression patterns of four biological clock genes were analyzed by means of real - time fluorescence quantitative polymerase chain reaction ( PCR ) .
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S433.4

【參考文獻】

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本文編號：2004159