类胰岛素多肽基因在四纹豆象性成熟率中的机理研究.pdf

目录

摘要IV

AbstractVI

1前言1

1.1四纹豆象概况1

1.2表型可塑性4

1.3胰岛素/胰岛素生长因子信号途径7

1.4基因冗余和基因补偿9

1.5RNA干扰技术在昆虫中的应用11

1.6本课题研究的目的与意义12

2材料与方法14

2.1实验材料14

2.1.1供试昆虫14

2.1.2主要仪器14

2.1.3主要试剂15

2.1.4主要溶液的配制15

2.2实验方法16

2.2.1提取四纹豆象组织总RNA（Trizol法）16

2.2.3引物设计17

2.2.4目的基因扩增19

2.2.5琼脂糖凝胶电泳检测20

2.2.6类胰岛素多肽基因鉴定和系统发育树的构建20

2.2.7实时荧光定量PCR20

2.2.8双链RNA的合成21

2.2.9dsRNA显微注射四纹豆象24

2.2.10四纹豆象解剖和拍照25

2.2.11数据分析25

3结果与分析26

3.1种群密度调控四纹豆象性成熟速率26

3.2类胰岛素多肽基因的鉴定和系统发育树的构建27

3.3四纹豆象CmILPs基因的组织特异性表达28

3.4种群密度调控CmILPs基因表达30

3.5CmILPs基因在调控四纹豆象性成熟的功能31

3.6四纹豆象CmILPs成员之间的调控关系35

3.7四纹豆象CmILPs基因功能补偿40

3.8SMYD调控CmILP2的表达44

4讨论46

4.1种群密度调控豆象性成熟率和CmILPs的表达46

4.2系统发育树48

4.3CmILPs调控豆象性成熟率48

4.4基因冗余和补偿50

5本研究的主要结论、不足、创新与展望53

5.1主要结论53

5.2本研究不足与创新54

5.3展望55

参考文献56

致谢67

攻读硕士学位期间主要研究成果68

贵州师范大学学位论文原创性声明69

贵州师范大学学位论文使用授权书69

摘要

四纹豆象（Callosobruchusmaculatus）隶属于鞘翅目豆象科豆象

属，是臭名昭著的仓储害虫，可造成严重经济损失。它具有明显密度

依赖表型可塑性，具体表现为：与低密度个体（非活跃型）相比，高

密度个体（活跃型）活动能力更强、性成熟率更快。非活跃型向活跃

型转变会缩短世代周期、促进豆象扩散、加重粮食损失，是豆象成灾

的根本原因。目前，种群密度依赖性成熟率可塑性的分子机制尚不清

楚。类胰岛素多肽基因（Insulin-likepeptides,ILPs）参与昆虫多项生

命活动，但大多研究成果来自果蝇。本研究利用四纹豆象基因组和转

录组数据鉴定ILPs基因，RNAi实验探索ILPs在调控四纹豆象性成

熟率中的作用。采用RNA干扰负责组蛋白甲基转移酶基因，阐明组

蛋白甲基化在豆象性成熟速率中的功能。本文主要研究结果如下：

在四纹豆象中共鉴定出4个类胰岛素多肽基因（ILPs）。并命名

为CmILP1、CmILP2、CmILP3和CmILP4。所有CmILPs在头部组织

的表达均高于胸部和腹部组织。对于头部组织而言，种群密度可调节

CmILP1、CmILP2和CmILP3的表达；对于胸部组织而言，种群密度

可调节CmILP2和CmILP3的表达；对于腹部组织而言，种群密度可

调节CmILP1的表达。RNA干扰结果显示，每一个CmILPs都可调控

四纹豆象性成熟速率。沉默CmILP1