【摘要】：褐飛虱(BPH)Nilaparvata iugens,隸屬半翅目(Hemiptera),飛虱科(Delphacidae),是亞洲地區(qū)水稻上的主要害蟲之一。黑色素通路對于昆蟲體色素沉積具有重要作用,在其調(diào)控下,昆蟲呈現(xiàn)體色多型現(xiàn)象,并且參與表皮硬化、傷口修復、防衛(wèi)病原體入侵等多種重要的生理活動。本研究將果蠅Drosophila melanogaster的黑色素通路相關基因的蛋白序列作為queries在實驗室已經(jīng)完成的褐飛虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中搜索其同源基因,通過篩選得到了6條序列,并分別命名為Nlyellow,NlTH,Nlddc,Nlblack,Nlebony,NlaaNAT。利用熒光定量PCR技術(shù)檢測在褐飛虱中的時空表達差異,其中六個基因在若蟲3齡到成蟲的每次蛻皮前后呈現(xiàn)周期性變化,Nlyvellow基因和Nlddc基因在每個齡期末期高表達、初期低表達,NlTH、Nlblack、NlaaNAT T和Nlebony基因在每個齡期初期高表達,末期低表達。六個基因在腦、唾液腺、體壁、脂肪體、消化道、卵巢、精巢組織內(nèi)均有表達,但是在體壁中的表達量都相對較高。RNAi技術(shù)分析六個基因的功能,結(jié)果表明,3齡若蟲Nlblack,Nlebony被干擾后,出現(xiàn)了周身體色變黑,NlTH被干擾后,蟲體無法黑化和硬化,這些與其它昆蟲中報道的現(xiàn)象相似。有趣的是,我們也發(fā)現(xiàn)了與其他昆蟲不同的表型變化:(1)沉默NlaaANT之后,若蟲的后足基節(jié)和胸部的連接處出現(xiàn)了局部變黑;(2)低齡若蟲沉默Nlddc發(fā)育至成蟲后,體色呈現(xiàn)中間色,并且前翅翅斑出現(xiàn)淡化甚至消失。后續(xù)對干擾雌蟲進行生殖力實驗分析,發(fā)現(xiàn)dsNlddc干擾初羽化之后的雌蟲,與對照dsGFP處理后的雌蟲相比,產(chǎn)卵量和孵化率都出現(xiàn)了顯著下降;(3)干擾Nlyellow之后,3齡若蟲末期出現(xiàn)蛻皮困難。本論文明確了黑色素通路6個基因?qū)w色的調(diào)控作用及其對褐飛虱其它生理活動比如生殖力等的影響,這對于了解這一農(nóng)業(yè)害蟲體色多型現(xiàn)象和防治都具有重要意義。
【圖文】：

不同部位的體色變化，并且沉默基因表達后出現(xiàn)的現(xiàn)象與家蠶、果蠅等不完全相逡逑同，說明了進化過程中同源基因功能發(fā)生改變。并且為解釋這種局部體色的變化，逡逑研究還提出黑色素參與模式假設（圖１．２）。Ｌｉｕ等認為在沒有色素基因參與的情況逡逑下，昆蟲本身會有基礎底色（Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ邋ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ），在發(fā)育過程中由于色素基逡逑因的參與，在假定的體色的局部參與合成（／ｃｗ，邋＞＾ｅ／／ｏｗ）或者抑制黑色素逡逑Ｗｄ枝形成，使假定的底色局部變黑（Ｐａｉｎｔｉｎｇ邋ｍｏｄｅ）或者黑色消失（Ｅｒａｓｉｎｇ逡逑ｍｏｄｅ），甚至出現(xiàn)混合色（Ｍｉｘｅｄ邋ｍｏｄｅ），，從而形成局部體色（Ｆｉｎａｌ邋ｍｅｌａｎｉｎ邋ｐａｔｔｅｒｎ）逡逑差異（Ｌｉｕｅｋ／．，２０１６）。這一模式可以解釋多種昆蟲局部體色差異的成因，為了解逡逑色素基因參與著色模式提供理論依據(jù)。逡逑＾邐Ｖ逡逑Ｅｒａｕｎｇ邋ｍｏｄｅ逡逑■邋－ＩＩ逡逑攎．ｍ／ｓ逡逑Ｐａ？ｉｔｍｇ邋ｍｏｄ＊邐｜｜｜逡逑Ｐｒｅｄｍｔｎａｒｙ邋Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ邋Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ邐Ｆｉｎａｌ邋Ｍｅｌａｎｉｎ邋Ｐａｔｔｅｒｎｓ逡逑圖１．２昆蟲三種黑色素參與模式假設圖（以乳草長蝽為例）逡逑參考（Ｌｉｕ邋ｅｒＭ，邋２０１６）逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｔｈｒｅｅ邋ｐｒｏｐｏｓｅｄ邋ｍｏｄｅｓ邋ｏｆ邋ｉｎｓｅｃｔ邋ｍｅｌａｎｉｎ邋ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ邋（Ｏ．ｆａｓｃｉａｔｕｓ）逡逑７逡逑

，聯(lián)配，其中黑色區(qū)域表示保守度很高的氨基酸殘基，淺色陰影區(qū)域次之。逡逑２．２．２．１邋ＮＩＹｅｌｌｏｗ邋序歹丨Ｊ分析逡逑ＮｌＹｅｌｌｏｗ序列中包含一個２８０氨基左右的ＭＲＪＰ結(jié)構(gòu)域（圖２．１），屬于快速逡逑進化的ＭＲＪＰ超基因家族，這個家族編碼的蛋白最先在蜜蜂中發(fā)現(xiàn)而得名，并且逡逑是k爻嬤刑匾齏嬖冢ǎ蹋殄澹澹潁幔玻埃保埃�。序列联配分析壤_跡玻�，除了具有序列高墩J噱義纖仆猓繁曜⒌模錘霰Ｊ氐陌腚裝彼岵謝牽停遙剩屑易寤蟣嗦氳鞍錐薊競義嫌械謀Ｊ匕被ǎ福ǎ海郟保保保比

本文編號：2612790