棉鈴蟲響應(yīng)光脅迫的特點(diǎn)及分子機(jī)制研究.pdf

1、光是昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子之一，與昆蟲自然生境不同的光源可對(duì)其造成光脅迫。棉鈴蟲Helicoverpa armigera(H.armigera)是典型性的夜行趨光昆蟲，但是夜間人工光源會(huì)對(duì)其產(chǎn)生脅迫作用，對(duì)其壽命、繁殖力和抗氧化酶系都產(chǎn)生了影響。截至目前對(duì)于昆蟲響應(yīng)光脅迫的相關(guān)研究還少有報(bào)道，昆蟲的趨光機(jī)理亦不明確。本研究解析了棉鈴蟲對(duì)長(zhǎng)期光脅迫的生物學(xué)響應(yīng)，構(gòu)建了棉鈴蟲的頭部轉(zhuǎn)錄組并解析了其響應(yīng)光脅迫的差異表達(dá)基因，鑒定了棉鈴蟲響應(yīng)光

2、脅迫的神經(jīng)肽基因并明確其表達(dá)特征，比較了棉鈴蟲和模式昆蟲果蠅響應(yīng)光脅迫時(shí)熱激蛋白的表達(dá)特點(diǎn)，這些研究對(duì)闡明棉鈴蟲響應(yīng)光脅迫的特點(diǎn)及分子機(jī)制具有重要意義，為闡明昆蟲趨光機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:
　　1.棉鈴蟲對(duì)光脅迫的生物學(xué)響應(yīng)
　　本研究測(cè)定了長(zhǎng)時(shí)間的紫外光脅迫對(duì)棉鈴蟲壽命、產(chǎn)卵、幼蟲及蛹的發(fā)育歷期，研究結(jié)果表明，棉鈴蟲在長(zhǎng)期的光脅迫下，成蟲、幼蟲和蛹的發(fā)育歷期都比對(duì)照組顯著延長(zhǎng)，總產(chǎn)卵量并無(wú)顯著差異。光脅迫組蛹的過(guò)

3、冷卻點(diǎn)明顯上升。
　　2.棉鈴蟲頭部轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建及響應(yīng)光脅迫的差異表達(dá)基因研究
　　棉鈴蟲雌成蟲在UVA、白光及黑暗對(duì)照的頭部混合樣品構(gòu)建轉(zhuǎn)錄組，共拼接52，513個(gè)Unigene，在7個(gè)不同數(shù)據(jù)庫(kù)中功能注釋成功的Unigene個(gè)數(shù)為:27,958(NR:53.24％)、17,105(NT:32.57％)、18,347(SwissProt:34.94％)、19,031(KOG:36.24％)、19,797(KEGG:3

4、7.70％)、143(GO:0.27％)以及19，167(InterPro:36.50％)。差異基因分析顯示，UVA組與黑暗組相比，表達(dá)下調(diào)基因?yàn)?3761條，上調(diào)基因17087條，總差異基因?yàn)?0848條。其中，注釋為p450、熱激蛋白、神經(jīng)肽的差異基因的數(shù)量分別為117、62、13條。這些數(shù)據(jù)提供了棉鈴蟲在轉(zhuǎn)錄水平上響應(yīng)光脅迫的重要信息庫(kù)，有助于解析棉鈴蟲光脅迫相關(guān)通路和生物過(guò)程。
　　3.棉鈴蟲響應(yīng)光脅迫的神經(jīng)肽基因的鑒定及

5、表達(dá)
　　獲得了34、17和58個(gè)編碼神經(jīng)肽、前體酶以及受體基因的unigenes。雄蟲IMFamide、leucokinin和sNPF基因在響應(yīng)光脅迫的過(guò)程中發(fā)生了轉(zhuǎn)錄水平的顯著改變，其中sNPF上調(diào)表達(dá)，IMFamide，leucokinin下調(diào)表達(dá)。但雌蟲神經(jīng)肽基因并無(wú)改變。
　　4.棉鈴蟲和模式昆蟲果蠅熱激蛋白響應(yīng)光脅迫的表達(dá)
　　鑒定出11個(gè)棉鈴蟲熱激蛋白基因Hsp19.5(KX845558)、Hsp19.7

6、(KX845559)、Hsp20.0(KX845560)、Hsp20.7(KX845561)、Hsp20.8(KX845562)、Hsp21.4(KX845563)、Hsp22.0(KX845564)、Hsp27.2(KX845565)、Hsp60(KX845566)、HSC70(KX845566)和HSC90(KX845566)，結(jié)合模式昆蟲果蠅已報(bào)到的11個(gè)熱激蛋白基因，研究了他們?cè)陧憫?yīng)光脅迫后的表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)熱激蛋白家族基因互相作