煙蚜繭蜂滯育關聯(lián)基因表達及肌鈣蛋白C基因的克隆.pdf

1、煙蚜繭蜂Aphidius gifuensis Ashmead是一種優(yōu)良的內寄生性天敵昆蟲，可有效控制桃蚜等多種蚜蟲危害。但在實際生產應用中，存在生產周期長、貯存時間短、供求脫節(jié)等問題，使得天敵產品難以在害蟲爆發(fā)時發(fā)揮最大作用。滯育能通過特定基因表達模式為昆蟲提供可選擇性的發(fā)育途徑，使滯育個體產生營養(yǎng)物質積累、新陳代謝抑制、生長發(fā)育減緩或停滯等表型，還可提高其對低溫、干旱等逆境抗性。這一特性在煙蚜繭蜂擴繁應用中具有重要作用，不僅能提升子代

2、煙蚜繭蜂的適應能力和寄生能力，而且能顯著延長天敵產品的貨架期，促進煙蚜繭蜂的大規(guī)模擴繁和應用。近年來，煙蚜繭蜂滯育的環(huán)境調控、生理生化機制等已有深入研究，但其滯育的分子調控機制尚不明確。
　　基于此，本研究以煙蚜繭蜂為研究對象，測定了正常發(fā)育、滯育和滯育解除個體的轉錄組全序列，改進了以往僅對正常組和處理組進行分析的常規(guī)做法;分析比較了三組測序結果，獲得大量差異表達基因，篩選出了僅在滯育期間特異表達的滯育關聯(lián)基因;測定了9個候選基因

3、的相對表達量，進一步驗證了測序結果的可靠性;克隆了滯育關聯(lián)基因肌鈣蛋白C基因全長cDNA序列，并對其序列進行了全面的生物信息學分析，為后續(xù)進行滯育關聯(lián)基因的功能驗證及深入研究奠定了基礎。主要研究結果如下:
　　1.研究了不同發(fā)育狀態(tài)煙蚜繭蜂的轉錄組特征。通過對煙蚜繭蜂正常發(fā)育、滯育及滯育解除個體進行轉錄組測序及分析，獲得unigene47，077個，平均長度為868 bp，注釋率61.4％。經兩兩比較，篩選出滯育-正常發(fā)育差異表達

4、基因458個，滯育解除-滯育差異表達基因298個，滯育解除-正常發(fā)育差異表達基因806個。差異表達基因的GO功能富集分析表明3組DEG顯著富集條目交集有17個，其中“structural constituent of cuticle”富集最顯著;KEGG通路富集分析表明“Cardiac muscle contraction”和“Antigen processing and presentation”顯著富集。蛋白組與轉錄組關聯(lián)分析結果顯

5、示有2，245個蛋白相關聯(lián)，差異蛋白共157個，其中99個表達趨勢一致，表現(xiàn)出很好的關聯(lián)性。
　　2.分析了煙蚜繭蜂滯育關聯(lián)基因的種類與功能。深入分析上述比對結果，挖掘出滯育關聯(lián)基因59個，注釋到46個，其主要功能涉及耐寒性、自身免疫防御、脂類代謝、表皮蛋白代謝、轉錄調控等。根據(jù)已有研究篩選出9個滯育關聯(lián)基因進行qRT-PCR驗證，結果顯示與轉錄組測序數(shù)據(jù)一致，進一步驗證了測序結果的可靠性。
　　3.克隆了重要的滯育關聯(lián)基因

6、。肌鈣蛋白C通過結合Ca2+而發(fā)揮其生物學功能，不僅能調節(jié)肌肉活動，還可通過對肌動蛋白的作用，間接調控細胞骨架系統(tǒng)。利用RACE技術克隆AgTnC基因的cDNA全長序列，該基因全長703 bp，包括一個462 bp的開放閱讀框，編碼153個氨基酸。功能域預測和氨基酸序列比對發(fā)現(xiàn)其存在一段高度保守序列DXDXSX6E，該序列是EF-hand家族蛋白的特征性區(qū)域。煙蚜繭蜂AgTnC基因在滯育期間顯著上調表達，推測其可能與增強肌肉細胞骨架可塑