飛蝗是世界性農(nóng)業(yè)害蟲,目前采用的化學防治手段帶來一系列安全問題。不育昆蟲技術(shù)具有物種特異性、環(huán)境友好的優(yōu)點,在害蟲防治中具有廣闊的應用前景。因此,研究昆蟲育性具有重要的理論和實踐意義。PIWI亞家族蛋白主要在動物生殖腺中與piRNA結(jié)合,調(diào)控轉(zhuǎn)座子沉默,維持基因組穩(wěn)定性,保證正常的配子發(fā)生。在這個過程中還需要PRMT5催化PIWI亞家族蛋白N端精氨酸甲基化修飾,保證PIWI亞家族蛋白正常發(fā)揮其功能。本文以飛蝗為研究對象,對LmPIWI亞家族基因及其甲基化基因Lmprmt5的分子特性、表達特性和功能進行了探索研究,主要結(jié)果如下:1.飛蝗LmPIWI亞家族基因的分子特性分離并鑒定了飛蝗PIWI亞家族三個基因:Lmpiwi1、Lmpiwi2和Lmago3。LmPiwi1和LmPiwi2屬于Piwi/Aub進化枝,LmAgo3屬于Ago3進化枝�；蚪Y(jié)構(gòu)分析表明Lmpiwi1、Lmpiwi2和Lmago3分別含有16、15和17個外顯子。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析表明這三個基因均具有典型的PIWI蛋白保守結(jié)構(gòu)域:N-端結(jié)構(gòu)域、PAZ結(jié)構(gòu)域、MID結(jié)構(gòu)域和PIWI結(jié)構(gòu)域。在真核生物中,PIWI亞家族蛋白C... 

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

果蠅piRNA的形成過程[1]

飛蝗PIWI亞家族和prmt5基因的分子特性及功能分析8精子。按照生殖細胞的不同發(fā)育程度，可把精巢管從上到下分為4個區(qū)域：原精區(qū)、生長區(qū)、成熟區(qū)和變形區(qū)。原精區(qū)主要是精原細胞分布，精原細胞由管壁細胞衍生而來，細胞肥大，細胞核也較大，位于中央，分布密集但不成群。生長區(qū)位于原精區(qū)下面，精原細胞進入后被包圍形成育精囊（spermcyst，cst），呈放射狀排列，精原細胞分裂形成精母細胞，也有精母細胞在這里進行有絲分裂。成熟區(qū)在生長區(qū)的下方，精母細胞在此完成減數(shù)分裂形成精細胞。變形區(qū)在精巢小管的最后，在此區(qū)域包圍在育精囊中的精細胞轉(zhuǎn)化成為精子，并且精子成熟后突破育精囊。此時它們往往仍聚集在一起呈束狀[117-119]。圖1.2雄性飛蝗生殖系統(tǒng)組織構(gòu)造[117]Fig.1.2Malelocustreproductivesystemorganization注：tes：精巢；tesl：精小管；vd：輸精管；vsm：儲精囊；dej：射精管；cog：交配器。1.4研究目的和意義今年1月，沙漠蝗（Schistocercagregaria）在部分非洲國家和南亞國家暴發(fā)成災，是25年以來最嚴重的蝗災。盡管此次蝗災沒有波及到我國，并且認為沙漠蝗入侵到我國的風險很小，但仍然為我國治蝗工作提出預警。我國發(fā)生的蝗災主要是飛蝗（東亞飛蝗），主要分布在北緯42°以南地區(qū)，以小麥、玉米等多種禾本科植物為食。

第二章飛蝗PIWI亞家族基因的分離與特性分析19圖2.1飛蝗PIWI基因全長cDNA的PCR擴增電泳Fig.2.1ElectrophoretogramforPCRamplificationproductsofPIWIgenesfromL.migratoria注：M：DNAmakerDL5000，1：Lmpiwi1的擴增產(chǎn)物，2：Lmpiwi2的擴增產(chǎn)物，3：Lmago3的擴增產(chǎn)物2.3.2飛蝗PIWI亞家族蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析為了解這三個從飛蝗中分離出來的PIWI亞家族基因是否是果蠅PIWI亞家族基因的直系同源基因，我們選取了16種昆蟲的48個PIWI亞家族成員構(gòu)建系統(tǒng)進化樹（圖2.2）。結(jié)果顯示，該系統(tǒng)進化樹可以分為兩個進化支，即Ago3（藍色分支）進化支和Piwi/Aub進化支。Piwi/Aub進化枝包含三組，第一組（紅色分支）包含六種雙翅目昆蟲，它們的Piwi和Aub像LewisS.H.描述的那樣明顯分為兩個亞組[20]。第二組（綠色分支）包括七個來自埃及伊蚊的Piwi和來自達氏按蚊的Piwi，它們與埃及伊蚊AaPiwi6密切相關(guān)。第三組（粉色分支）包含來自其他昆蟲的Piwi/Aub成員�；诖讼到y(tǒng)進化樹，我們將來自飛蝗的三個PIWI蛋白命名為LmPiwi1，LmPiwi2和LmAgo3，后者被歸類在Ago3進化枝。盡管LmPiwi1和LmPiwi2可能源自一個重復事件，但是它們并未像西花薊馬FoPiwi1、FoPiwi2和內(nèi)華達古白蟻ZnPiwi1、ZnPiwi2一樣被歸類在同一個分支中，這清楚地表明它們在進化過程中已經(jīng)有一定程度的分化，然而它們都不是DmAub的直系同源物[20]。并且同屬直翅目的條紋草地蝗，鉆形蚱和飛蝗，LmPiwi1和條紋草地蝗SlPiwi1聚在同一分支中，鉆形蚱TsPiwi與它們也緊密相關(guān)，LmPiwi2與條紋草地蝗SlPiwi2聚在同一分支中，和飛蝗一樣在條紋草地蝗有兩個piwi/aub基因，而鉆形蚱中只有一個。這兩種昆蟲在Ago3進化枝中都有一個與LmAgo3聚在一起的Ago3，并且其他昆蟲也都擁有一個Ago3（圖2.2，藍色分支）。綜

【參考文獻】：
期刊論文
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