美國白蛾Hyphantria cunea(Drury),是一種世界性檢疫害蟲,被我國列入首批外來入侵物種,對我國農林業(yè)造成了嚴重危害。本研究對美國白蛾性信息素合成通路基因進行探究,為日后開發(fā)以基因為靶標的綠色防控藥劑奠定理論基礎。本研究以美國白蛾基因組數(shù)據(jù)為基礎,對美國白蛾12個不同齡期不同組織的樣本進行轉錄組測序。通過基因表達模式與同源性分析,篩選出與性信息素合成通路相關的候選基因;對美國白蛾性腺揮發(fā)物進行成分含量測定。主要研究結果如下:1.通過對美國白蛾12個樣本轉錄組數(shù)據(jù)進行整合,共獲得unigene15347條。差異基因富集分析結果表明,性腺中的基因主要具有參與生物學途徑的功能,如代謝反應等,參與信號傳導過程的基因較少,不具有參與繁殖過程的功能的基因。2.通過對性腺轉錄組注釋結果進行篩選,共獲得可能參與性信息素合成通路的基因122條。對所有樣本中具有性信息素合成功能的候選基因進行表達水平模式分析,篩選在合成器官及個體樣本中表達量較高的基因,并構建系統(tǒng)發(fā)育樹,共獲得候選基因15條。對在表達模式分析中表達水平差異不明顯的PBAN與PBANr進行同源性分析。發(fā)現(xiàn)美國白蛾PBAN保守性不強,與參考物種PBAN基因沒有明顯的聚類現(xiàn)象,但在PBANr的系統(tǒng)發(fā)育樹中,近緣物種有明顯的聚類現(xiàn)象,參考的外群物種單獨聚為一支,說明PBANr基因保守性強且與種間親緣關系有關。美國白蛾PBANr基因與夜蛾科昆蟲的PBANr基因聚在一起,說明美國白蛾與夜蛾科昆蟲同源性較強。3.對美國白蛾性腺揮發(fā)物通過GC-MS測定其成分及含量,共測得17種成分,檢測結果中具有芳香氣味的化學物質占較大比例,推測昆蟲在取食后將以食物為原料代謝或保留出具有香味的物質用以傳遞種內化學信號。本研究不僅可以豐富物種基因庫,為開發(fā)以基因為靶標的美國白蛾生物防治的新方法奠定理論基礎;通過性信息素合成通路的關鍵基因的同源性分析,確定美國白蛾與其他物種的親緣關系;通過對美國白蛾性腺揮發(fā)物的測定,對美國白蛾化學通訊方式進行了補充。
【學位單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S433.4
【部分圖文】：

圖 1-1.不同性信息素的類型[13]Fig1-1 Different types of sex pheromone.1.3 性信息素的應用昆蟲性信息素及其類似物在農林業(yè)生產中有著廣泛的應用，具有干擾昆蟲交配繁殖、測報與誘捕等功能。昆蟲性信息素及其類似物不僅可引誘種內其他個體，也可以導致性信息素在自然條件下的釋放受到干擾。有學者曾在 1965 年提出一

ynthase）催化丙二酰輔酶與 NADPH 形成飽和脂肪酸，脂肪酸轉移酶（FattyAcransport Protein）催化性腺中的長鏈脂肪酸形成相應的�；o酶 A 衍生物，過脫氫酶（Desaturase）引入雙鍵。脂肪酰還原酶（FattyAcyl Reductase）催肪酰前體反應生成相應的醇類信息素。醇脫氫酶（Alcohol dehydrogenase）醇類性信息素成為相應的醛類性信息素。而 Type II 類性信息素的合成通路被研究透徹。該通路以食物中的亞麻酸或亞油酸為底物，在絳色細胞中形成烴前體后，通過血淋巴以脂蛋白為載體從絳色細胞運輸?shù)叫韵賰�。這種前體不經過任何反應被性腺分泌到體外，也可以在環(huán)氧化酶的作用下形成環(huán)氧烯被釋放到環(huán)境中[11]。目前利用 RNA 干擾技術已經證明了酶類在性信息素合的重要作用，如家蠶中的一個�；o酶 A 去飽和酶（acyl-CoA desaturase）個脂肪酰還原酶（fatty- acyl reducturase）已被證明在性信息素的合成通路中作用[16-18]。如今，有多種鱗翅目 DES 基因功能得到了驗證[19]。在家蠶、棉鈴玉米螟的 FAR 基因功能通過分子克隆技術得到了驗證[16, 20, 21]，ACC，F(xiàn)AS 等的分子特性尚未得到充分的驗證[22]。性信息素合成通路的推測圖如下所示， 1-2：

生美國白蛾幼蟲是常見的生物防治方法，但要求在微風或無風的條件下。放置含有有毒液體棉球的誘捕器引誘雄性昆蟲，也是十分常見的捕殺方式[26]。利用有針對性的性信息素的防治方式會從根源上減少美國白蛾的交配次數(shù)，從而減少子代數(shù)�？茖W家們對于美國白蛾性信息素的研究已經進行了幾十年。使用氣相色譜質譜聯(lián)用儀（GCMS）是測定美國白蛾性信息素的有效工具。通過提取性腺，測定美國白蛾共具有 4 種性信息素。其中兩種 TypeⅠ性信息素(9Z,12Z)-9,12-octadecadienal(I), (9Z,12Z,15Z)-9,12,15-octadecatrienal(II)，兩種 Type II 性信息素 cis-9,10-epoxy-(3Z,6Z)-3,6-henicosadiene (III)和 cis-9,10-epoxy-(3Z,6Z)-1,3,6-henicosatriene (IV)。不同地區(qū)的美國白蛾性信息素的四種組分的比例是不同的，但前三種性信息素的比例是極其相似的[27]。因為對于吸引美國白蛾雄性起關鍵作用的信息素組分是 TypeⅠ性信息素且合成此類性信息素的通路已經被揭示，所以利用基因水平的手段對此類性信息素的合成進行干擾可以從源頭上減少美國白蛾雌雄性的交配概率，從而減少種群密度。根據(jù)前人對美國白蛾研究結果，對美國白蛾 TypeⅠ性信息素合成通路進行推測，見圖 1-3：
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