小胸鱉甲（Microdera punctipennis）隸屬于鞘翅目擬步甲科,是新疆的特有種,分布在新疆北部的準噶爾盆地古爾班通古特沙漠。該地區(qū)氣候嚴酷,冬季漫長嚴寒,具有季節(jié)性溫差和夏季晝夜溫差巨大的特點。甲蟲M.punctipennis適應當?shù)丨h(huán)境,進化出了對寒冷和極端溫度變化等多種逆境脅迫的適應性,而對其耐寒性的研究有助于了解昆蟲對極端荒漠環(huán)境的適應性機制。在低溫條件下,昆蟲不僅要應對低溫脅迫,而且由于其細胞代謝降低,還會受到微生物病原體的脅迫。因此,昆蟲的耐寒性在一定程度上也取決于它們與病原體等生物應激源的相互作用,因而了解低溫如何激活昆蟲的免疫反應十分必要。目前,相關方面的研究十分有限。M.punctipennis成蟲越冬期持續(xù)近5個月,利用轉錄組測序分析發(fā)現(xiàn),低溫激活了多種免疫相關基因的差異表達。然而,低溫與免疫反應之間的功能關系尚不清楚。本研究旨在從轉錄水平上回答低溫激活甲蟲M.punctipennis免疫系統(tǒng)的哪些基因,以及這些免疫相關基因在不同低溫條件下的轉錄水平有何不同,即寒冷如何激活免疫。本研究利用甲蟲M.punctipennis低溫轉錄組數(shù)據(jù)注釋和篩選了免疫相關... 

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 昆蟲低溫生態(tài)與免疫應激及防御研究進展
    1 低溫環(huán)境下的生態(tài)免疫學：免疫在昆蟲越冬存活中的作用
        1.1 昆蟲免疫的熱依賴性
        1.2 昆蟲越冬的季節(jié)性免疫
        1.3 冬季氣候變化對昆蟲免疫的影響
        1.4 生物熱力學與生態(tài)免疫學研究的前景
    2 昆蟲低溫應激和免疫防御的相互作用的研究進展
        2.1 生理水平研究昆蟲低溫應激和免疫防御的相互作用的研究進展
        2.2 分子水平研究昆蟲低溫應激和免疫防御的相互作用的研究進展
    3 抗菌肽Attacin在昆蟲免疫系統(tǒng)和耐寒機制中的研究進展
    4 小胸鱉甲耐寒性機制的研究進展
    5 研究目的及意義
第二章 基于小胸鱉甲轉錄組的免疫相關基因發(fā)掘
    引言
    1 材料和方法
        1.1 樣品采集、處理及測序
        1.2 原始序列拼接組裝
        1.3 unigene功能注釋和分類
        1.4 重要免疫相關基因的篩選和比較
    2 結果
        2.1 基于昆蟲數(shù)據(jù)庫的M.punctipennis測序數(shù)據(jù)的組裝及功能注釋
        2.2 M.punctipennis免疫相關基因的篩選與分析
            2.2.1 模式識別受體基因的篩選
            2.2.2 免疫信號通路相關基因的篩選
            2.2.3 免疫效應因子的篩選
        2.3 M.punctipennis免疫信號通路匯總圖
    3 討論
        3.1 模式識別受體
        3.2 免疫信號通路
            3.2.1 調制因子
            3.2.2 免疫信號通路及其調控
        3.3 免疫效應因子
    4 總結
第三章 轉錄水平分析低溫對小胸鱉甲免疫反應的影響
    引言
    1 材料和方法
        1.1 樣品采集、處理及測序
        1.2 原始序列拼接組裝
        1.3 unigene功能注釋和分類
        1.4 差異表達及富集分析
        1.5 低溫響應的免疫相關DEG共表達分析
        1.6 免疫相關基因DEG共表達模塊與溫度的關聯(lián)分析
        1.7 低溫響應的免疫相關基因DEG參與的通路網絡分析
    2 結果
        2.1 M.punctipennis低溫轉錄組的差異表達基因DEG分析
        2.2 低溫轉錄組中免疫相關的DEG分析
        2.3 低溫轉錄組中免疫相關DEG的 GO功能分類
        2.4 低溫轉錄組中免疫相關DEG的 KEGG聚類分析
        2.5 低溫轉錄組中免疫信號傳導基因的差異表達分析
        2.6 M.punctipennis免疫相關基因的共表達分析
            2.6.1 免疫相關基因聚類成共表達模塊
            2.6.2 M.punctipennis免疫共表達模塊與溫度的關聯(lián)
        2.7 M.punctipennis免疫相關基因參與調控的信號通路網絡
    3 討論
        3.1 RNA-Seq分析M.punctipennis DEG的綜合概況
        3.2 RNA-Seq分析M.punctipennis免疫相關基因DEG的綜合概況
        3.3 低溫下M.punctipennis免疫信號通路的轉錄變化
        3.4 與低溫緊密相關的M.punctipennis免疫相關基因
        3.5 與低溫緊密相關的M.punctipennis免疫相關通路
    4 結論
第四章 小胸鱉甲RT-qPCR內參基因篩選和表達穩(wěn)定性分析
    引言
    1 材料和方法
        1.1 昆蟲飼養(yǎng)
        1.2 M.punctipennis試蟲處理
        1.3 提取試蟲樣本的總RNA和反轉錄cDNA
        1.4 內參基因的選擇及引物設計
        1.5 構建標準質粒
        1.6 RT-qPCR檢測候選內參基因
        1.7 RT-qPCR驗證RNA-seq差異表達分析結果
        1.8 數(shù)據(jù)處理和分析
    2 結果
        2.1 M.punctipennis總 RNA的質量
        2.2 繪制標準曲線評價引物的擴增效率及特異性
        2.3 M.punctipennis5 個候選內參基因的表達水平分析
        2.4 M.punctipennis不同發(fā)育歷期的候選內參基因的表達穩(wěn)定性
        2.5 M.punctipennis不同組織的候選內參基因的表達穩(wěn)定性
        2.6 M.punctipennis不同溫度處理樣品的候選內參基因的表達穩(wěn)定性
        2.7 M.punctipennis所有供試樣本的候選內參基因的表達穩(wěn)定性
        2.8 M.punctipennis轉錄組差異性表達分析結果的驗證
    3 討論
    4 結論
第五章 小胸鱉甲冷誘導的抗菌肽Attacin克隆及表達分析
    引言
    1 材料與方法
        1.1 M.punctipennis成蟲采集及飼養(yǎng)
        1.2 試蟲的處理與RNA的提取
        1.3 Mpattacin基因克隆ORF全長序列
        1.4 Mpattacin生物信息學分析
        1.5 RT-qPCR分析Mpattacin基因表達水平
        1.6 Mpattacin原核表達及純化
        1.7 蛋白抑菌活性檢測
    2 結果
        2.1 冷誘導的Mpattacin基因的克隆與序列分析
        2.2 Mpattacin二級結構的分析
        2.3 Mpattacin三級結構與基序、結構域分析
        2.4 Mpattacin多序列比對和系統(tǒng)進化分析
        2.5 Mpattacin基因熒光定量PCR的標準曲線
        2.6 Mpattacin的組織特異性表達譜
        2.7 Mpattacin響應低溫脅迫的表達譜
        2.8 Mpattacin原核表達純化與功能分析
    3 討論
        3.1 Mpattacin的克隆和抑菌活性分析
        3.2 Mpattacin的低溫表達譜分析
總結與展望
參考文獻
附錄
    附錄1
    附錄2
致謝
個人簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]二化螟實時熒光定量PCR內參基因篩選和表達穩(wěn)定性評價[J]. 徐紅星,王國榮,魯艷輝,楊亞軍,鄭許松,田俊策,呂仲賢.  中國水稻科學. 2019(01)
[2]昆蟲天然免疫相關基因研究進展[J]. 劉小民,袁明龍.  遺傳. 2018(06)
[3]準噶爾小胸鱉甲短時低溫脅迫響應的轉錄組分析[J]. 庫爾班·吐松,陸雪瑩,劉小寧,馬紀.  昆蟲學報. 2016(06)
[4]松墨天�；瘜W感受組織熒光定量PCR內參基因的鑒定與篩選[J]. 馮波,郭前爽,毛必鵬,杜永均.  昆蟲學報. 2016(04)
[5]不利環(huán)境對昆蟲抗氧化酶影響的研究進展[J]. 唐維媛,強奉群,邢叢叢,董永剛,張義明.  貴州農業(yè)科學. 2016(01)
[6]荒漠甲蟲小胸鱉甲胞外信號調節(jié)激酶ERK基因的克隆與低溫表達譜分析[J]. 孟閃閃,李潔瓊,阮夢鴿,陸雪瑩,馬紀.  環(huán)境昆蟲學報. 2015(05)
[7]荒漠昆蟲小胸鱉甲Ras GTP酶激活蛋白基因MpRasGAP的克隆及低溫表達分析[J]. 阮夢鴿,李潔瓊,孟閃閃,馬紀.  昆蟲學報. 2015(04)
[8]荒漠昆蟲小胸鱉甲抗菌肽Attacin基因的克隆及低溫表達模式分析[J]. 李潔瓊,陸雪瑩,劉小寧,馬紀.  昆蟲學報. 2013(12)
[9]昆蟲天然免疫反應分子機制研究進展[J]. 張明明,初源,趙章武,安春菊.  昆蟲學報. 2012(10)
[10]小胸鱉甲各齡期幼蟲過冷卻點的測定[J]. 劉曉靜,石萌,馬紀.  新疆農業(yè)科學. 2012(06)

碩士論文
[1]準噶爾小胸鱉甲和光滑鱉甲的生物學特性及其人工飼養(yǎng)體系的研究[D]. 王巖.新疆大學 2010
[2]溫度對病毒介導的RNA沉默的影響及轉基因植株病毒抗性的傳導[D]. 孫燕霞.山東農業(yè)大學 2007



本文編號：3715238