BdRab40在桔小实蝇20E和Insulin信号通路中的功能研究

摘要

桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是一种重要的果蔬害虫，寄主范围广泛，能够造成巨大的经济损失。桔小实蝇雌虫羽化后，必须取食才能达到生殖成熟，从而交配产卵，因此，研究桔小实蝇雌虫生殖及参与生殖的相关基因功能，对桔小实蝇的防治具有重要意义。本研究首先研究了20E和Insulin信号通路在桔小实蝇雌虫生殖中的重要作用，然后选取在雌虫初羽化与性成熟时期差异表达的Rab家族基因BdRab40，研究20E和Insulin对该基因的调控作用及其在桔小实蝇生殖中的功能。
　　1、20E和Insulin对桔小实蝇雌虫生殖的调控
　　为研究20E和Insulin信号通路在桔小实蝇雌虫生殖中的作用，我们检测了20E信号通路的重要转录因子EcR、USP、E75、HR3和Insulin信号通路重要转录因子InR、IRS、Akt和Foxo在桔小实蝇雌虫不同发育阶段以及不同组织中的表达模式，结果表明:EcR、USP、E75、InR、IRS、Akt和Foxo均在桔小实蝇雌成虫的性成熟时期高表达，且主要是在卵巢组织中。
　　为进一步明确两条信号通路在桔小实蝇雌虫生殖中的功能，分别选取20E和Insulin信号通路中在卵巢高表达的重要转录因子EcR、USP、InR和Foxo，合成dsRNA并进行显微注射RNAi。结果表明，干扰四个基因后均对桔小实蝇的产卵造成影响，EcR、USP和InR干扰组的总产卵量及日均产卵量低于对照组，Foxo干扰组则高于对照组;并且四个干扰组中，EcR和InR干扰组均显著降低了桔小实蝇Yolk Protein(YP)的表达。以上结果说明，20E和Insulin信号通路通过影响桔小实蝇雌虫卵黄沉积和产卵调控其生殖。
　　2、桔小实蝇BdRab40的表达模式及功能研究
　　根据实验室已有的桔小实蝇转录组文库，获得了在桔小实蝇成虫阶段高表达的BdRab40基因全长，编码区与其它昆虫Rab40的序列同源性均较高。时空表达模式研究结果表明:该基因主要是在桔小实蝇性成熟雌虫中高表达，并且卵巢中的相对表达量显著高于其它组织;此外，注射20E和Insulin后，BdRab40的相对表达量都明显上调，而通过RNAi沉默两条信号通路EcR、USP、InR和Foxo基因表达后，均使BdRab40的相对表达量降低。以上结果说明，BdRab40可能在桔小实蝇雌虫的生殖中发挥重要功能，并且受到20E和Insulin信号通路的调控。
　　为进一步确定BdRab40在桔小实蝇雌虫生殖中的功能，显微注射干扰桔小实蝇雌虫BdRab40，观察沉默该基因对桔小实蝇生殖的影响。结果表明:干扰BdRab40后，与正常雄虫的交配率没有变化，但是桔小实蝇10-11d雌成虫的卵巢组织相比于对照组不发育或发育不完全，并且雌成虫15d的总产卵量及日均产卵量都显著低于对照组，而卵孵化率没有明显变化。RT-PCR检测结果表明，干扰组YP的表达量显著降低。
　　以上结果表明，20E和Insulin信号通路均参与了桔小实蝇雌虫的生殖成熟;BdRab40受到了20E和Insulin信号通路的调控，能够影响桔小实蝇卵黄沉积、卵巢发育以及产卵量，在桔小实蝇雌成虫的生殖中发挥重要作用。

目录

声明

摘要

第一章 综述

1 桔小实蝇

2 雌性昆虫生殖的分子生物学研究

3 昆虫20E及Insulin信号通路研究

3．1 20E信号通路研究

3．2 Insulin信号通路研究

3．3 20E及Insulin信号通路的交互作用

4 Rab基因

4．1 Rab基因概述

4．2 Rab基因在昆虫中的研究

5 本研究的目的意义与创新点

5．1 研究目的意义

5．2 创新点

6 技术路线

第二章 20E和Insulin对桔小实蝇雌虫生殖的调控

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 激素对关键转录因子表达的调控

2．2 激素通路关键转录因子的表达模式

2．3 RNAi研究20E信号通路

2．4 RNAi研究Insulin信号通路

3 小结与讨论

第三章 桔小实蝇BdRab40的表达模式和功能研究

1 材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 BdRab40序列分析

2．2 BdRab40的表达模式

2．3 20E和Insulin对BdRab40的调控

2．4 RNAi研究BdRab40功能

3 小结与讨论

结论与展望

参考文献

攻读学位期间已发表论文

致谢