棉蚜生殖可塑性研究及相关平台构建

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:l447863596
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
蚜虫是世界性农业害虫,可根据光周期的变化而进行孤雌生殖或有性生殖,但相关分子机制尚不清楚。以往研究多以豌豆蚜为材料,但其为同寄主全周期蚜虫,性雌和雄蚜均由性母(sexupara)产生。而关于棉蚜生殖型转变的研究较少,作为异寄主全周期蚜虫的代表,虽不知其雄蚜如何产生,但可确定其有专产性雌的生殖型,即雌性母(gynopara)。雌性母行孤雌生殖,后代却进行有性生殖,是棉蚜由无性生殖转入有性生殖的过渡虫态,具有重要研究价值。因此,本文针对棉蚜生殖可塑性分子调控机制这一科学问题,以雌性母为主要研究对象,从其分化关键期筛选开始,经过系统研究,构建了棉蚜生殖型可塑性研究平台,并初步揭示营养信号在棉蚜生殖方式转变中发挥关键作用,所取得的主要成果如下:  1.构建了棉蚜雌性母诱导平台并明确了雌性母形成临界期。1龄孤雌蚜在低温短光照(8L∶16D,18℃)条件下,其成虫期有两个生殖高峰,先产雌性母而后产雄蚜,二者比例接近2∶1。将其命之为雌性母之母(gynopara-producer,GPP),其卵巢管中首胚、次胚发育为雌性母,三胚发育为雄蚜。雌性母与雄蚜的翅原基在幼虫期不断发育,成虫期翅芽羽化。雌性母发育进程中,体色逐渐加深、体壁逐渐硬化,但卵巢却退化,卵巢管中仅有首胚可发育成熟。光温逆转试验证明胚胎期、1龄、2龄是雌性母形成的关键期,其中1龄是临界期。2龄之后,高温长光照亦不能改变雌性母的发育方向,但其产下的性雌却可发育为中间型性雌,卵巢中同时具有卵与胚胎。中间型性雌始现于将1龄雌性母转移到长光照,因此,1龄也是棉蚜由无性生殖转向有性生殖的临界期。  2.构建了棉蚜转录本数据库和RNA干扰平台。通过对棉蚜不同生殖型进行denovo测序,共得到50006条转录本,平均长度为628nt,其中39597条转录本得到注释,且可富集到257个信号通路中。棉蚜个体小、体壁薄、体液多,RNA干扰难度较大。为此,本研究建立了注射和饲喂两种棉蚜RNA干扰方法。注射法选择在棉蚜背部中胸和后胸节间膜处注射,成活率可达90%,以10ng剂量(2.2μg/μL×4.6nL)进行干扰效果较佳,注射后3d干扰效率可达50%,基因沉默效应可维持5天。饲喂法以含dsRNA(终浓度为100ng/μL)的人工饲料饲喂棉蚜,3天后可检测到最大干扰效率50%,但仅可维持3天。此外,采用带荧光标记的Cy3-siRNA检测了注射法和饲喂法siRNA在棉蚜体内的去向、分布与滞留时间,发现采用注射或饲喂siRNA均可进入棉蚜的表皮、中肠以及卵巢等组织,且至少可维持24h不被降解。  3.分析了雌性母形成关键期差异表达基因,干扰Tret1、InR1后雌性母形成受阻。从胚胎期到1龄期,上调差异基因有1158个,下调差异基因有2632个;从1龄期到2龄期,上调差异基因有115个,下调差异基因有243个。差异基因富集到神经肽激素、表皮构成、跨膜运输、碳水化合物代谢等信号通路。碳水化合物代谢、淀粉与蔗糖代谢等营养相关信号通路上调,且在之前的研究中(雌性母vs.孤雌)同样被富集到,暗示性母形成与营养相关。因此,选取两个营养相关基因InR1、Tret1分别进行干扰,结果发现抑制了雌性母的形成,使其翅退化或消失,成为畸形蚜或无翅蚜。  本研究明确了棉蚜雌性母、雄蚜、性雌的产生方式,确定了雌性母的形成节点为1龄,构建了棉蚜性蚜诱导方法和基因干扰平台。这些结果与方法为进一步的研究奠定了基础,且对其他蚜虫生殖型调控的研究有重要借鉴意义。
其他文献
光照是影响植物生长和发育的最关键因素之一。在拟南芥中有5个光敏色素受体(phytochrome),分别由PHYA至PHYE编码。光敏色素A(phyA)是吸收持续远红光的主要的光受体。phyA信号
本论文对云南的蛭类分布情况进行初步调查,查明云南省共有2目7科15属25种。对其中有开发潜力的一些种类开展较深入的实验室研究,观察并掌握其生物学特性。选择了棒纹牛蛭(Poeci
以科尔沁沙地章古台地区人工林树种樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、油松(P. tabulaeformis)、赤松(P.densiflora)和彰武小钻杨(Populus xiaozhuanica)以及11、20、
大熊猫是植食性食肉目哺乳动物,并且专食竹类植物。它在野生环境中会在不同季节取食不同种类的竹子,也会取食竹子的不同部位。根据这种取食策略,可以将其一年内取食的时间划分为
摘要:中国古典诗词博大精深,千百年来成为滋养中华民族成长的宝贵的精神营养。然而,古典诗词教学也备受关注与责难。本文从教学方法出发,尝试性地提出疏通语言,了解大意;挖掘空白,感受诗情;熟读成诵,化为已用三种教学方法,旨在探求古诗词教学的传承与突破。  关键词:小学;古诗词教学;方法  中图分类号:G633.3 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)05-0025  中国是诗歌的国度
本课题是教育部博士点基金项目“电网谐波抑制技术的研究”(批准号:20101402120004)的一部分,主要是针对高压大功率变频调速问题提出的。高压大功率的泵类、风机类电机的广泛应用,使得变频调速问题日益明显,传统的低压变频技术已经不能满足现代工业的需要,多电平逆变器以其谐波含量少、输出电压更接近于正弦波、对功率器件要求低等优点在高压大功率变频调速中得到了越来越广泛的应用。本文在对二极管箝位型三电
采用抑制性差减杂交方法,从银鲫和彩鲫卵母细胞中克隆到TNF/C1q超家族的一个新成员,其开放阅读框均编码一213个氨基酸的蛋白质,经软件分析,其中含有一段17个氨基酸的信号肽.
肌肉发生(Myogenesis)是当今发育生物学研究的热点领域之一.在肌肉发生过程中,多种调控因子(Myogenic Regulatory Factors,MRFs)的时空特异性表达决定着成肌细胞的一系列的增
产权市场是面向中小企业、创新型企业的资本市场,应与面向大型、成熟企业的证券市场共同构成统一的多层次资本市场体系。 The property market is a capital market for sma
摘要:本文结合笔者近几年的教学实践,就高中语文教学创新教学方法进行了初探,归纳出几种创新教学方法,以便训练学生的创造思维,开发学生的创造力。  关键词:高中语文;创新;教师;学生  中图分类号:G633.3 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)05-0024  21世纪是知识经济的世纪,也是创新的世纪。培养创新人才具有创新素质是时代赋予广大教育工作者的历史使命。语文教师也应该努