桿狀病毒me53基因功能研究及豉甲科分子系統(tǒng)發(fā)育分析.pdf

1、在昆蟲生物防治中，桿狀病毒作為無害、安全生物殺蟲劑已經(jīng)成為了世界各國的研究熱點(diǎn)，而昆蟲的系統(tǒng)分類對認(rèn)識和防治昆蟲也具有重要意義。本論文分為兩個部分，第一部分關(guān)于昆蟲桿狀病毒基因功能的研究：“桿狀病毒早期轉(zhuǎn)錄因子me53基因的功能研究”；第二部分是利用生物信息學(xué)方法為昆蟲分類提供了一個有效的途徑：“豉甲科(鞘翅目)的分子系統(tǒng)發(fā)育分析”。 第一部分對昆蟲苜蓿丫紋夜蛾核型多角體病毒(AcMNPV)的me53基因進(jìn)行了功能研究。該基因是

2、一個起調(diào)控作用的早期轉(zhuǎn)錄因子，它的功能仍在探究之中。為了研究其在病毒感染過程中的作用，本文通過同源重組的方法構(gòu)建了敲除me53基因的缺失型病毒。GFP表達(dá)分析結(jié)果顯示me53基因缺失型病毒不能產(chǎn)生病毒粒子，質(zhì)粒轉(zhuǎn)染上清感染試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)me53基因缺失型病毒不能產(chǎn)生二次感染，即不能產(chǎn)生出芽型(BV)粒子。電鏡觀察支持了me53基因缺失型病毒不能形成核衣殼而導(dǎo)致出芽型(BV)和包涵體型(ODV)病毒的缺失?；赟YBR綠色熒光實(shí)時(shí)定量PC

3、R的結(jié)果表明me53基因缺失型病毒的DNA復(fù)制受到 顯著的阻止，而me53基因補(bǔ)回型病毒則表現(xiàn)了與野生型病毒相同的特性，說明me53基因缺失型病毒的表型確實(shí)由于me53基因的缺失所引起的。因此，敲除me53基因的一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明me53基因是一個病毒復(fù)制的必需基因，也為病毒DNA復(fù)制所必需。 第二部分根據(jù)位點(diǎn)特異性模型，利用PAUP和MrBayes軟件，首次對部分線粒體COI基因序列三個密碼子位置的數(shù)據(jù)模塊分別進(jìn)行了豉

4、甲科及水生肉食亞目在亞科或科水平上的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析，結(jié)果表明第二密碼子數(shù)據(jù)模塊獲得了理想的分析結(jié)果。由PAUP生成的最優(yōu)樹來自第二密碼子數(shù)據(jù)模塊的分析，而由MrBayes生成的最優(yōu)樹來自全部密碼子數(shù)據(jù)模塊的分析。此外，用對應(yīng)的氨基酸序列生成的ME和MP樹與第二密碼子數(shù)據(jù)模塊分析的結(jié)果一致。在代表豉甲科三個亞科的13個種中，根據(jù)核苷酸及對應(yīng)的氨基酸序列，用PAUP和MrBayes生成了多個最優(yōu)樹中，亞科Orectochilinae和Gyr

5、ininae以高的支持率形成了單系。然而，來自亞科Enhydrinae的種Porrorhynchuslandaisi landaisi呈現(xiàn)了異常的位置。SH檢驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這種異常位置的可信性。表明這個種可能代表了一個科。對37個序列數(shù)據(jù)矩陣，在來自第二密碼子數(shù)據(jù)模塊的最優(yōu)ML樹中，如果不考慮種Porrorhynchus landaisi landaisi，豉甲科位于樹的基部，表明了該科在水生肉食亞目(Hydradephaga)中是一個

6、早期的分支。Hydradephaga呈現(xiàn)為一單系。在樹中產(chǎn)生了一個單系的Dytiscoidea，總科，由Dytiscidae、Hygrobiidae、Noteridae和Amphizoidae四個科組成，并且這四個科也均成為單系。單系的Haliplidae與之成為姐妹群。該樹也顯示了多起源假說的特性，多起源假說認(rèn)為Hydradephaga是由三個獨(dú)立的起源過渡到水生環(huán)境的。這個矛盾的結(jié)論正好說明了Hydradephaga是來自一個陸生祖