植物固有的或者可誘導(dǎo)的產(chǎn)生化感物質(zhì)來防御植食性昆蟲。成功的植食性昆蟲能夠依賴自身的能力反防御或者適應(yīng)植物的這種防御物質(zhì)并且這種進化上的軍備競賽被認(rèn)為是形成了植物和植食性昆蟲的協(xié)同進化。十字花科植物(Cruciferae)含有硫苷-黑芥子酶防御系統(tǒng),這是目前研究比較透徹的一種植物化學(xué)防御系統(tǒng),也被稱作“芥子油炸彈”。硫苷和黑芥子酶分開儲存在不同的植物細胞中,當(dāng)植物受到昆蟲取食,病原微生物侵害、機械損傷等危害時,植物體內(nèi)的黑芥子酶被激活與硫苷結(jié)合,催化其產(chǎn)生有毒的水解產(chǎn)物—異硫氰酸酯(isothiocyanate,ITC)、腈類化合物(nitrile)和其它活性物質(zhì)等,從而避免或者減少植物受到損害。然而在長期的協(xié)同進化過程中,十字花科蔬菜害蟲也具有了相應(yīng)的反防御系統(tǒng)才能夠適應(yīng)寄主。這種反防御系統(tǒng)根據(jù)硫苷種類的不同,也具有多樣性,且不僅表現(xiàn)在十字花科廣食性和寡食性昆蟲之間,還表現(xiàn)在廣食性和寡食性昆蟲之內(nèi)。十字花科寡食性昆蟲,小菜蛾P(guān)lutella xylostella(L.),能夠利用自身含有的硫苷硫酸酯酶GSSs(PxylSulf2和PxylSulf3)使寄主植物硫苷快速脫硫,從而使得黑芥...

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 植物的硫苷-黑芥子酶防御體系
        1.1.1 硫苷的種類多樣性
        1.1.2 芥子油“炸彈”------硫苷-黑芥子酶
        1.1.3 害蟲誘導(dǎo)的植物硫苷防御系統(tǒng)
    1.2 植食性昆蟲對植物硫苷-黑芥子酶機制的反防御
        1.2.1 昆蟲解毒硫苷次生代謝產(chǎn)物—異硫氰酸酯
        1.2.2 昆蟲隔離完整的硫苷
        1.2.3 昆蟲轉(zhuǎn)運植物次生代謝產(chǎn)物
    1.3 昆蟲硫酸酯酶基因及其修飾因子的研究進展
    1.4 昆蟲基因功能研究系統(tǒng)-RNAi和CRISPR/Cas9
        1.4.1 昆蟲RNAi
        1.4.2 昆蟲CRISPR/Cas9基因組編輯系統(tǒng)
    1.5 體外研究系統(tǒng)-昆蟲細胞系的研究進展
    1.6 小結(jié)與展望
第二章 幾種重要昆蟲硫酸酯酶及其修飾因子
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 SULF和SUMF基因的鑒定及分析
        2.1.3 序列比對以及進化樹構(gòu)建
        2.1.4 檢測基因結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)域
        2.1.5 預(yù)測不同寄主植物小RNA靶定PxylSulfs和PxylSumfs基因
        2.1.6 小菜蛾P(guān)xylSulfs和PxylSumfs基因的表達模式
    2.2 結(jié)果
        2.2.1 昆蟲SULF的鑒定和基因結(jié)構(gòu)
        2.2.2 昆蟲SUMF的鑒定和基因結(jié)構(gòu)
        2.2.3 PxylSulf保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測
        2.2.4 PxylSulfs和PxylSumfs的階段和組織偏好表達
        2.2.5 寄主植物小RNA靶定PxylSulfs和PxylSumfs基因
    2.3 討論
第三章 小菜蛾P(guān)xylGSSs和PxylSumfl基因的功能
    3.1 材料和方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 小菜蛾P(guān)xylSulfs和PxylSumfs基因表達模式
        3.1.3 合成和注射siRNAs
        3.1.4 合成和注射Cas9-mRNA和gRNAs
        3.1.5 統(tǒng)計分析
    3.2 結(jié)果
        3.2.1 PxylSulf和PxylSumf的階段和組織偏好表達
        3.2.2 siRNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后的PxylSulfs和PxylSumfs基因表達量的下調(diào)
        3.2.3 CRISPR/Cas9編輯小菜蛾P(guān)xylSulf2基因
    3.3 討論
第四章 寄主植物硫苷對寡食性和廣食性昆蟲SULFs和SUMF1基因表達的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 植物和生長條件
        4.1.2 昆蟲和生長條件
        4.1.3 昆蟲取食不同植物和樣品收集
        4.1.4 qRT-PCR檢測SULFs和SUMF1基因表達
        4.1.5 統(tǒng)計分析
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 植物對昆蟲體重的影響
        4.2.2 PxylGSSs和PxylSumf1基因表達模式
        4.2.3 TniSulfs和TniSumf1基因表達模式
        4.2.4 基因表達與昆蟲體重的相關(guān)性
        4.2.5 GSSs和SUMF1基因表達的相關(guān)性
第五章 小菜蛾細胞系表達中腸基因PxylGSSs和PxylSumf1
    5.1 材料與方法
        5.1.1 細胞系的建立
        5.1.2 測量細胞的大小和種群增長
        5.1.3 線粒體細胞色素c氧化酶亞基Ⅰ(mtCOI)片段的PCR擴增
        5.1.4 檢測小菜蛾細胞中PxylGSSs和PxylSumf1基因的表達
        5.1.5 硫代葡萄糖苷硫酸酯酶(GSS)測定
    5.2 結(jié)果
        5.2.1 小菜蛾P(guān).xylostella細胞系
        5.2.2 小菜蛾細胞系的線粒體COI基因
        5.2.3 細胞種群生長特征
        5.2.4 小菜蛾細胞中PxylGSSs和PxylSumf1的表達
        5.2.5 小菜蛾細胞總蛋白代謝植物硫苷
    5.3 討論
全文總結(jié)與展望
參考文獻
附錄
    附錄A 小菜蛾P(guān)xylSulfs和PxylSumfs的編碼序列
    附錄B 小菜蛾P(guān)xylSulfs和PxylSumfs的蛋白序列
    附錄C 寄主植物小RNA靶定PxylSulfs和PxylSumfs基因概述
    附錄D FAFU&CU-Px-細胞系和小菜蛾幼蟲的COI核苷酸序列的比對
    附錄E 第六章小菜蛾細胞系對幾種昆蟲病毒的敏感性
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號：3870356