【摘 要】
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作为转录后调控的一种新兴防治手段,RNAi以其特异性和良好的生物降解性在害虫防治众多领域发挥关键作用,而在亚洲水稻的重要害虫——褐飞虱(Nilaparvata lugens)中已经建立了成熟的RNAi研究体系。进一步的研究目标是探索将RNAi方法用于稻飞虱的绿色防控。本研究在褐飞虱转录组库中找到了编码苏氨酰t RNA合成酶(Thr RS)和CUG结合蛋白(CUGBP1)的两个基因。两者在哺乳动物以
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作为转录后调控的一种新兴防治手段,RNAi以其特异性和良好的生物降解性在害虫防治众多领域发挥关键作用,而在亚洲水稻的重要害虫——褐飞虱(Nilaparvata lugens)中已经建立了成熟的RNAi研究体系。进一步的研究目标是探索将RNAi方法用于稻飞虱的绿色防控。本研究在褐飞虱转录组库中找到了编码苏氨酰t RNA合成酶(Thr RS)和CUG结合蛋白(CUGBP1)的两个基因。两者在哺乳动物以及微生物中都已经开展了广泛研究。Thr RS和CUGBP1除经典功能外,还发现了许多其它功能。但2个基因在昆虫中的功能及其作为害虫防治靶标的可能性还缺乏研究。本文对这2个基因在褐飞虱中的具体功能以及它们作为RNAi靶标的可能性展开了相关研究,得到如下结果:(1)同源性分析表明,作为古老的功能蛋白,这两者的结构域在不同物种中相对保守。并且相同昆虫目的物种基本在同一分支,可作为物种分类的依据。(2)时空表达模式分析表明,Thr RS与CUGBP1在胚胎发育末期、雌成虫与生殖器官中表达量较高,提示它们对褐飞虱生殖发育的重要性。(3)通过RNA干扰沉默Nlthr S后,若虫发育受阻,雌虫不育,卵巢不能正常发育;沉默Nl CUGBP1后,雌虫不育,卵巢也不能发育成熟。(4)分析了经过干扰后的雌虫差异表达基因,对ds Nlthr S处理后的差异表达基因chr06.0194进行RNA干扰也同样出现雌虫生殖力下降的现象。对ds Nl CUGBP1处理后的差异表达基因chr02.1215、chr07.0652进行RNA干扰也会出现雌虫生殖力下降现象。推测这些基因有可能是Nlthr S与Nl CUGBP1的下游相关基因。此外,还发现沉默Nlthr S后,Nl Vg R的表达量下降。表明沉默Nlthr S会影响Vg向卵巢中的转运,导致卵发育不良;沉默Nl CUGBP1后,降低了褐飞虱体内甘油三酯的含量,表明沉默Nl CUGBP1会影响脂肪体的形成,导致卵巢发育异常。(5)验证了单一双链RNA防治多种害虫的可能性。通过注射ds Nlthr S,发现可以同时防治褐飞虱(N.lugens)、白背飞虱(Sogatella furcifera)、灰飞虱(Laodelphax striatellus),还能对电光叶蝉(Inazuma dorsalis)进行选择性防治,同时还不影响它们的天敌黑肩绿盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)的生存。综上,本文揭示了Thr RS与CUGBP1在褐飞虱生长发育以及生殖过程中的重要作用,并验证了单一ds RNA对多种同时发生的同一科害虫进行防治的可能性,对害虫绿色防控提供了新思路。
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