烟粉虱对共生菌Cardinium感染的miRNA响应及其功能初探

摘要

昆虫-共生菌互作及其机理研究有助于揭示昆虫的生态适应机制。烟粉虱 Bemisia tabaci（Gennadius）是一种世界性农业害虫。前期研究表明，山东地区Q烟粉虱田间种群一直保持较低的Cardinium感染率；Cardinium未感染的烟粉虱品系（简称为C-品系）比感染品系（简称为C+品系）具有更好的适合度。然而，实验室温室内长期饲养（3年）的Cardinium感染的烟粉虱种群（简称为C++品系）适合度出现上升的趋势。为了揭示 Cardinium感染的烟粉虱种群适合度的变化及其影响因子，本研究在明确了Cardinium感染品系适合度变化的基础上，分析了感染Cardinium烟粉虱的miRNA响应变化，发现响应的miRNA可能参与调控热激蛋白、细胞色素氧化酶等基因表达；通过模拟田间高温环境实验比较了逆境条件下C++和C-品系生物学差异，明确了高温对感染Cardinium烟粉虱适合度变化的影响。
　　本研究主要内容包括：⑴利用两性生命表方法验证了温室内烟粉虱C++品系和C-品系适合度差异；实验室温室内C++和C-品系适合度无显著差异。在生命表实验中，C++品系的周限增长率（λ）、平均世代周期（T）、内禀增长率（r）和净增长率（R0）4个参数均与C-品系无显著差异（P＞0.05）。进一步比较了C++品系与之前C+品系的适合度差异，结果提示：C++品系适合度明显上升。⑵分析了烟粉虱对共生菌Cardinium感染的miRNA响应。通过生物信息学分析，本研究共鉴定了35个已知miRNAs和60个新miRNAs。其中，发现了5个显著差异表达的miRNA（api-miR-8，novel-54，novel-59，novel-11和novel-19）。通过qRT-PCR对5个表达差异显著的 miRNAs进行定量分析研究，除了 api-miR-8，其他4个 miRNAs变化趋势与测序结果一致。进一步对显著表达差异的miRNAs进行靶基因预测发现，它们参与调控了烟粉虱体内热激蛋白（Hsp）、细胞色素氧化酶（P450）和羧酸酯酶等相关基因的表达。结果提示：Cardinium感染影响烟粉虱体内miRNA的响应，可能影响宿主对高温等逆境环境的适应性。⑶通过模拟田间高温环境实验比较了逆境条件下C++和C-品系生物学差异。然而，在39℃高温处理后，C++与C-品系在雌雄寿命参数、单雌产卵量、存活率和发育历期等生物学参数方面均无显著性差异。结果表明：Cardinium对Q烟粉虱适合度变化的影响与高温无关。⑷明确了实验室内长期饲养的Cardinium感染种群适合度出现上升以及Q烟粉虱对Cardinium感染的miRNA响应，分析表明Cardinium对Q烟粉虱适合度变化的影响与高温无关。该方面的研究为今后探明内生菌与宿主昆虫的互作机制提供参考信息。

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第一章 绪论

1 烟粉虱的概述

2 生命表

3 miRNA 研究现状

4 技术路线

5 研究意义

第二章 感染Cardinium烟粉虱适合度的变化

1 材料与方法

2结果与分析

3 讨论

第三章 烟粉虱不同品系miRNA的鉴定

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第四章 高温对感染Cardinium烟粉虱适合度的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第五章 总 结

参考文献

英文缩写词表

致谢

作者简历

硕士期间研究成果