稻飛虱翅發(fā)育基因的克隆、表達及wg基因在灰飛虱翅型分化中的作用.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(St(a)l)、灰飛虱Laodelphax striatellus(Fallen)和白背飛虱Sogatella furcifera(Horváth)是我國水稻上的重要害蟲，其成蟲有長翅型和短翅型之分。稻飛虱翅型分化的決定因子與分子機制一直是研究的熱點，但是，至今還不完全清楚稻飛虱翅型分化中環(huán)境因子與遺傳因素間的相互作用。因此，本文以室內(nèi)篩選得到的三種稻飛虱的長翅型和短翅型純系或近純系為對象，研

2、究了翅型純系對光周期變化的敏感程度、克隆了白背飛虱和灰飛虱中與翅相關(guān)的三個基因，并檢測了它們在不同翅型品系中的表達情況，同時研究了wg基因在灰飛虱翅型調(diào)控中的作用。通過研究獲得了以下結(jié)果:
　　(1)三種稻飛虱翅型分化對光周期的反應(yīng)受飛虱本身遺傳背景的影響，翅型純系后代個體的翅型分化對光周期變化相對不敏感。
　　(2)以灰飛虱和白背飛虱為對象，通過RACE技術(shù)獲得了fng與srf基因的全長及dll基因的部分片段?；绎w虱fng

3、全長為865 bp，ORF為645 bp，編碼214個氨基酸;白背飛虱fng全長為876 bp，ORF為645 bp，也編碼214個氨基酸。預(yù)測灰飛虱和白背飛虱fngg蛋白分子量均為24.9 kDa、等電點為7.61?；绎w虱srf全長為1297 bp，ORF為1023 bp，編碼340個氨基酸，蛋白分子量為36.4 kDa，等電點為9.01;白背飛虱srf全長為1265 bp，ORF為1005 bp，編碼334個氨基酸，蛋白分子量為35

4、.9 kDa，等電點為8.76。獲得了灰飛虱和白背飛虱dll基因的381 bp的片段，編碼127個氨基酸。這三個基因編碼的氨基酸在灰飛虱和白背飛虱間的相似性達到96％以上。
　　(3)利用連續(xù)篩選多代的灰飛虱長、短翅品系，結(jié)合qRT-PCR技術(shù)研究了wg、fng、srf、 dll四個基因的時空表達情況，發(fā)現(xiàn)這四個基因在灰飛虱長、短翅型品系間的表達水平存在一定的差異，表現(xiàn)為wg基因在灰飛虱若蟲階段高表達、成蟲階段低表達，并且在翅芽形

5、成的3、4、5齡階段均表現(xiàn)為長翅品系中的表達量顯著高于短翅品系中的，而成蟲期兩品系中的表達量沒有顯著差異。
　　Fng基因在灰飛虱長翅品系中隨著若蟲齡期的增加表達量顯著升高，5齡若蟲時期達到最大值;在短翅品系中若蟲不同齡期間的表達量基本一致，但在雌成蟲中的表達量顯著高于若蟲及雄成蟲的表達量。在3齡和5齡若蟲中的表達量表現(xiàn)為長翅型品系顯著高于短翅型品系，但雌成蟲中卻表現(xiàn)為短翅型的顯著高于長翅型品系。
　　Srf基因在灰飛虱長翅

6、型品系中的表達量高于短翅型品系的，并且在3、4、5齡和雌雄成蟲中這種差異達到了顯著或極顯著水平。在長翅品系中，5齡若蟲的表達量最高，且顯著高于其它若蟲期和成蟲期的;而在短翅品系中各齡期若蟲和成蟲階段的表達量均無顯著差異。
　　Dll基因在灰飛虱長翅品系中隨著若蟲齡期的增加表達量呈先下降后上升的趨勢，在3齡時表達量最低，5齡時表達量最高。在灰飛虱短翅品系中隨著若蟲齡期的增加表達量降低，并且在雌成蟲中表達量最低。在灰飛虱2、3齡若蟲中

7、的表達量為短翅品系高于長翅品系的，但在5齡及雌成蟲中卻長翅品系顯著高于短翅品系。
　　(4)利用顯微注射不同濃度dswg的方法，對灰飛虱長、短翅型品系的2齡末期若蟲進行wg基因的干擾，通過測定干擾后5齡若蟲及成蟲的體重、翅長、若蟲時期wg的表達量及wg通路上與翅型發(fā)育相關(guān)的其它基因的表達量，發(fā)現(xiàn)注射dswg后灰飛虱長、短翅型品系中wg基因的表達量都顯著降低。wg受干擾后短翅品系中長翅型個體的出現(xiàn)比率顯著下降，長、短翅型的前后翅長有