扶桑绵粉蚧脂质合成相关基因的特性和功能研究

摘要

扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley，是一种食性广，入侵性强的世界性害虫，已经在许多国家对多种经济作物和园艺植物产生严重危害。脂肪酸及其衍生物在昆虫能量供给、信息素合成、表皮形成、环境适应性等方面具有重要作用。本研究以扶桑绵粉蚧为研究对象，对不同发育阶段的转录组进行了分析，经对原始数据进行筛选、序列拼接和序列注释，获得了大量的转录组数据。筛选到了脂质合成相关的基因，对其在扶桑绵粉蚧各个龄期的的表达量差异进行分析，并对一些脂肪酸合成、延伸和脂肪醇合成关键基因进行差异分析和qRT-PCR验证。同时在转录组数据基础上，利用RACE技术克隆了扶桑绵粉蚧超长链脂肪酸延伸酶（Elongase of very long chain fatty acid,ELOVL）和脂酰辅酶还原酶（Fatty acyl-CoA reductase,FAR）的全长cDNA。并分析基因特性和螺虫乙酯的诱导特性。本研究为解析扶桑绵粉蚧脂质合成机制提供了基础。主要结果如下：　　1.分析了扶桑绵粉蚧不同发育阶段的转录组，并鉴定了脂质合成关键基因。对6个发育阶段进行转录组高通量测序，获得360,978,854条原始reads，经拼接获得132,753条unigenes。利用已知数据库(NR数据库、Uniprot数据库、COG数据库、Pfam数据库和EST数据库)对unigenes进行注释，57,200条unigenes获得了注释信息。对KEGG注释到的脂肪酸合成基因进行聚类分析，发现扶桑绵粉蚧2龄若虫和3龄若虫、雌成虫和雌成虫产卵期脂肪酸合成的相关基因的表达模式相近。对脂质合成关键酶表达分析和qRT-PCR验证：发现脂肪酸合成、延伸和脂肪醇关键酶基因在扶桑绵粉蚧若虫期的表达量显著高于成虫期。　　2.克隆了扶桑绵粉蚧的Elovl全长cDNA，并分析了其基因特性。用RACE技术获得一条Elovl全长基因，命名为PsElovl7。开放阅读框为852bp，编码283个氨基酸；软件预测显示，该蛋白含有6个跨膜结构域，位于内质网。同其他物种ELOVL7比对发现KXXE/DXXDT、HXXHH、HXXMYXYY、TXXQXXQ多个保守区域。进化树分析显示，扶桑绵粉蚧与豌豆长管蚜、麦双尾蚜有较近的亲缘关系。qRT-PCR显示，PsElovl7在扶桑绵粉蚧1龄若虫中显著高表达。　　3.克隆了扶桑绵粉蚧的Far全长cDNA，并研究了其基因表达和功能。用RACE技术获得两条FAR全长基因，分别命名为PsFarⅠ和PsFarⅡ。开放阅读框分别为1584bp和1515bp，分别编码527和504个氨基酸。软件预测显示，PsFARⅠ、PsFARⅡ皆含有2个跨膜结构域，位于内质网。序列比对发现存在TGXXGG、YXXXK两个保守区域，分别为NADPH结合模体和活性模体。对扶桑绵粉蚧不同发育阶段的FAR表达进行qRT-PCR测定，发现PsFarⅠ和PsFarⅡ在不同发育阶段的表达存在差异。在1龄若虫时期的表达量显著高于其他龄期。在1龄若虫中，PsFarⅠ表达量显著高于PsFarⅡ。PsFarⅠ在雄成虫的表达量较高，而PsFarⅡ在雄虫中表达量显著低于其他龄期。螺虫乙酯处理扶桑绵粉蚧7d，PsFarⅠ的表达量随着螺虫乙酯浓度的增加而增加，PsFarⅡ的表达无显著差异。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1文献综述

1.1扶桑绵粉蚧概述

1.2脂肪酸合成、延伸和脂肪醇合成研究概述

1.3螺虫乙酯研究进展

1.4研究目的与展望

2扶桑绵粉蚧发育转录组和脂质合成通路分析

2.1材料与方法

2.2 结果与分析

2.3讨论与小结

3 ELOVL基因的全长扩增和基因特征分析

3.1材料和方法

3.2结果与分析

3.3讨论与小结

4 FAR基因的全长扩增、特征和功能分析

4.1材料和方法

4.2结果和分析

4.3讨论和小结

5 全文总结和展望

5.1全文总结

5.2创新点

5.3展望

参考文献

个人简历

致谢