三唑磷处理后丙酮酸激酶和己糖激酶基因沉默对褐飞虱生殖的影响

摘要

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)属半翅目、飞虱科，是危害水稻的一种重要迁飞性害虫。它的周期性、爆发性的危害给我国粮食生产安全带来巨大的隐患。褐飞虱在取食和产卵为害的同时，传播水稻病害，导致水稻减产甚至绝收。褐飞虱是农药刺激再猖獗的典型害虫，其爆发危害与农药的不当使用有关。因此，研究杀虫剂诱导褐飞虱再猖獗的机制，对指导稻田用药具有重要意义。昆虫体内的营养和代谢水平不仅是生殖的物质基础，还参与了体内生殖相关激素的调节。目前对于农药对褐飞虱代谢的影响已经取得一定进展，但具体机制尚不明确。本文应用蛋白质组学分析和RNA干扰的方法探讨了农药对褐飞虱糖代谢影响及农药诱导生殖力变化的机制,研究结果下。
　　1.两种药剂处理后褐飞虱脂肪体糖代谢蛋白质组学分析
　　昆虫的代谢对生长发育、生殖具有重要意义，研究表明，褐飞虱生殖能力的提高与代谢增强有密切相关，而脂肪体是褐飞虱的代谢中心。本试验对三唑磷和茚虫威处理后的褐飞虱脂肪体进行蛋白质组学分析，一共检测到差异蛋白685个，有具体通路的502个，大量差异蛋白涉及代谢和生物过程。这一结果表明农药对褐飞虱代谢产生显著影响。其中63个糖代谢相关的差异蛋白，占注释到具体通路中差异蛋白的12.55％;共15条显著差异的糖代谢通路，占差异通路的6.72％。在这些差异蛋白中，三唑磷处理的褐飞虱糖代谢相关的差异蛋白以上调为主，茚虫威处理后蛋白质下调为主。这一结果表明三唑磷诱导糖代谢相关酶的上调表达，使糖代谢水平升高，茚虫威则相反。以此推断，三唑磷、茚虫威对褐飞虱糖代谢影响的差异是导致生殖力差异的可能原因。
　　2.三唑磷处理后丙酮酸激酶和己糖激酶基因沉默对褐飞虱生殖的影响
　　为了进一步研究生殖力变化的分子机制，我们基于糖代谢与生殖的关系，利用RNA干扰的方法，研究丙酮酸激酶和己糖激酶在生殖过程中的作用。研究发现，三唑磷处理使得褐飞虱体内丙酮酸激酶的表达上调3.66倍，己糖激酶上调4.92倍，与蛋白质组分析结果一致。摄取含有dsRNA的人工饲料后，褐飞虱这两种基因显著下调，沉默率为39％和46％。与TZP处理和TZP+dsGFP处理相比，干扰丙酮酸激酶基因后褐飞虱的产卵量显著下降了23.89％和30.71％、卵巢蛋白质含量显著下降了26.46％和20.87％;干扰己糖激酶基因使其产卵量分别下降16.36％和25.40％、卵巢中蛋白质含量下降了22.68％和16.79％。同时还发现干扰使褐飞虱卵巢中蛋白质的积累受到抑制比脂肪体中更加显著;卵巢中的可溶性糖含量显著下降，脂肪体中没有规律性变化。这一结果表明，三唑磷对这两个糖代谢酶的表达有诱导作用，对PK、HK的干扰能显著抑制褐飞虱的产卵能力、减少蛋白质在脂肪体中的合成和卵巢中的积累。

目录

摘要

第一章 文献综述

1 褐飞虱的研究进展

1．1 褐飞虱的发生

1．2 褐飞虱的危害

1．3 褐飞虱抗药性发展

1．4 褐飞虱的再猖獗

2 营养对褐飞虱生殖力的影响

2．1 营养与卵黄蛋白的合成

2．2 营养对保幼激素的影响

3 农药对水稻营养和褐飞虱代谢的影响

3．1 农药对水稻营养结构的影响

3．2 农药对褐飞虱代谢的促进作用

4 褐飞虱的RNA干扰研究

5 本研究的目的和意义

第二章 两种药剂处理后褐飞虱脂肪体糖代谢蛋白质组学分析

1 前言

2 材料与方法

2．1 材料

2．2 试验方法

3 结果与分析

3．1 糖代谢差异蛋白

3．2 Pathway分析

4 讨论

第三章 三唑磷处理后丙酮酸激酶和己糖激酶基因沉默对褐飞虱生殖的影响

1 前言

2 材料与方法

2．1 材料

2．2 方法

2．3 数据分析

3 结果

3．1 褐飞虱丙酮酸激酶和己糖激酶dsRNA的合成

3．2 实时定量

3．3 基因沉默对褐飞虱生殖的影响

3．4 基因沉默对褐飞虱卵巢、脂肪体蛋白质含量的影响

3．5 基因沉默对褐飞虱卵巢、脂肪体可溶性糖含量的影响

4 讨论

参考文献

致谢

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