三种粉虱瞬时感受器离子通道基因的克隆、表达及在高温胁迫中的功能验证

摘要

温度是影响物种种群动态和扩散分布的重要因素,外来生物得以入侵成功,并暴发成灾,其中一个重要原因是其对温度有较强的抵抗力。由瞬时感受器离子通道(transient receptor potential,TRP)介导的温度感知系统是影响昆虫温度感知的关键组成。研究温度感知机制关键调控因子的功能可为明确温度感知以及温度适应调控机理提供理论依据。本研究以烟粉虱Bemisia tabaci MEAM1隐种、MED隐种及温室粉虱Trialeurodes vaporariorum为研究对象,重点研究克隆了粉虱的TRP基因及其生物信息学特征,并对其在高温胁迫下的功能进行了深入研究。主要结果和结论如下:
　　1、烟粉虱MEAM1隐种、MED隐种及温室粉虱TRP基因的克隆
　　本研究采用反转录PCR和RACE技术,首次克隆获得烟粉虱MEAM1隐种、MED隐种TRP基因的cDNA全长序列及温室粉虱TRP基因的部分序列。生物信息学分析显示其属于瞬时感受器离子通道家族成员,将其分别命名为MEAM1 BtTRP、MED BtTRP和TvTRP。
　　2、温度胁迫下,烟粉虱MEAM1隐种和温室粉虱的TRP基因mRNA表达谱分析
　　本研究通过qRT-PCR分析烟粉虱MEAM1隐种和温室粉虱的TRP基因在不同温度下mRNA的表达水平,结果显示,在低温13℃条件下,两种粉虱TRP的mRNA表达量均明显升高;高温胁迫下,烟粉虱MEAM1隐种的表达量最高的温度比温室粉虱高7℃。
　　3、昆虫纲TRP基因的系统发育分析
　　构建系统发育进化树表明昆虫TRP在进化上相对比较保守,三种粉虱的TRP与豌豆蚜TRP2的同源性较高,达到75％,且具有与其相同的氨基酸保守结构域。因此,推测本研究克隆得到的TRP与豌豆蚜的TRP2属同一家族。
　　4、RNAi分析高温胁迫下TRP基因在烟粉虱MEAM1隐种中的作用
　　通过饲喂MEAM1 BtTRP基因的dsRNA,发现烟粉虱MEAM1隐种高温耐受力下降,表现为高温胁迫下死亡率显著升高,说明MEAM1 BtTRP基因在烟粉虱MEAM1隐种高温适应性方面起关键作用。

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英文缩略表

1 前言

1.1 入侵生物的生态适应性

1.2 入侵昆虫温度适应机理

1.3 TRP基因的功能与应用

1.4 RNAi 技术及在昆虫学中的应用

1.5 烟粉虱的耐热性研究

1.6 论文设计

1.7 技术路线

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

2.3 数据分析

3 结果与分析

3.1 总RNA纯度检测

3.2 TRP基因的克隆及生物信息学分析

3.3 粉虱TRP基因的系统发育分析

3.4 烟粉虱及温室粉虱TRP基因在不同温度下的表达

3.5 烟粉虱MEAM1隐种TRP基因功能的验证

4 结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

4.3 本论文的创新点

5 问题与展望

致谢

参考文献

附录：