稻飛虱wingless基因的克隆及其在白背飛虱翅型調(diào)控中的作用.pdf

1、褐飛虱Nilaparva ta lugens、灰飛虱Laodelphax striatellus和白背飛虱Sogatela furcifera是水稻上的重要害蟲，成蟲具有翅二型現(xiàn)象。至今為止還不清楚稻飛虱翅型分化的相關(guān)基因及其作用。Wingless基因（Wg）對果蠅等昆蟲翅的形成有重要作用，但它對稻飛虱翅型分化有何影響，這至今還不清楚。
　　本文以三種稻飛虱為實驗材料，克隆了其Wg全長或開放閱讀框序列，再以篩選后的白背飛虱翅型純系

2、為對象，利用熒光定量PCR技術(shù)，分析了Wg在長、短翅型品系中的時空表達差異，并利用RNA干擾技術(shù)驗證了Wg在白背飛虱翅型分化中的功能。通過研究獲得了以下主要結(jié)果:
　　(1)經(jīng)過40代次翅型篩選，獲得了白背飛虱長翅品系純系和短翅品系近純系。經(jīng)過7代篩選后，長翅品系后代長翅率都為100％，且在7-40代中均未出現(xiàn)短翅型個體。而短翅品系篩選25代后，后代雌蟲短翅率能維持在95％左右。白背飛虱對翅型篩選存在較強的篩選響應(yīng)。
　　(

3、2)通過RACE技術(shù)及基因克隆的方法，獲得了白背飛虱和灰飛虱Wg全長及褐飛虱Wg的開放閱讀框(ORF)區(qū)域序列。白背飛虱Wg全長1571 bp，能編碼390個氨基酸殘基，灰飛虱Wg全長有1443 bp，能編碼390個氨基酸殘基，褐飛虱ORF區(qū)域有1185 bp，編碼的蛋白長度為394個氨基酸殘基。三種稻飛虱Wg編碼的氨基酸有很高的相似性，兩兩相似性都在96％以上。
　　(3)結(jié)合qRT-PCR技術(shù)，分析了Wg在白背飛虱3齡、4齡、

4、5齡若蟲及雌雄成蟲等不同發(fā)育時期的相對表達量，發(fā)現(xiàn)Wg主要在若蟲階段高表達，在成蟲階段低表達;長翅品系在3齡、4齡、5齡若蟲階段相對表達量要顯著高于短翅品系。同時，Wg在白背飛虱頭、胸和腹部體節(jié)上的表達低，而在翅和足中的表達量相對要高，且在翅中的表達量最高。
　　(4)采用RNA干擾技術(shù)研究了白背飛虱Wg的功能。利用白背飛虱長翅品系的2齡末若蟲喂飼不同濃度的dsWg來進行Wg的干擾，結(jié)果表明，飼喂100 ng/μL的dsWg7天后

5、，若蟲體內(nèi)Wg的表達量顯著降低，同時伴隨著羽化雌、雄成蟲體重的降低，并引起了部分個體翅發(fā)育的畸形紊亂，翅不能自然展開附于背上，呈現(xiàn)出卷曲和折疊狀。Wg干擾后成蟲翅畸形率顯著高于對照。畸形翅的長度顯著變短。喂食干擾濃度達到200ng/μ L及400 ng/μL時，獲得了翅極度縊縮和翅長度僅達到腹部末端的雌蟲個體。
　　通過給長翅品系3齡若蟲手工注射4000 ng/μ L、2000 ng/μ L及1500 ng/μ L的dsWg后，同