本文主要研究内容
作者郎宁（2019）在《辣根素熏蒸处理下三色书虱线粒体相关基因表达研究》一文中研究指出：三色书虱（Liposcelis tricolor）隶属于啮虫目（Psocoptera）,书虱科（Liposcelididae）,书虱属（Liposcelis）,主要在室内与粮仓中发生为害。由于书虱取食范围广、世代重叠严重、抗药性发展迅速,使其成为一类威胁世界粮食和食品安全的重要仓储害虫。储粮害虫防控新技术一直以来是科研人员关注的热点,目前,熏蒸剂、储粮保护剂和气调措施等是控制储粮害虫的主要措施。书虱常混合发生,并对多种熏蒸剂和储粮保护剂产生了较高的忍受力和抵抗力;加之,磷化氢的长期不合理使用导致书虱对其抗性迅速增加。同时,由于磷化铝等高毒农药的限用或禁用,寻找高效、低毒可替代磷化氢的新型绿色熏蒸剂显得迫在眉睫。辣根素（allyl isothiocyanate）是一类来源于辣根等十字花科植物的次生代谢产物,对储粮害虫具有较好的熏蒸效果,具有良好的开发与应用前景。线粒体与生物的生长发育、抗药性、寿命及环境适应等方面均有密切联系。如辣根素熏蒸后,昆虫的线粒体复合物I和IV均受到影响,导致供能不足和活性氧ROS累积,造成组织受损。为进一步评估辣根素对书虱的防治效果以及探讨其作用机理,本论文以重要仓储害虫三色书虱为研究对象,开展了辣根素对书虱的熏蒸活性测定;三色书虱线粒体基因组的测序与分析;线粒体编码基因在辣根素处理下的表达模式解析;辣根素处理下三色书虱基因表达谱分析;同时,利用RNA干扰技术对线粒体编码基因cox1与cox3进行功能验证。主要研究结果如下:1.辣根素对书虱具有较好的熏蒸活性。本论文测定了辣根素对5种书虱的熏蒸活性,结果表明,其LC50集中在0.6?L/L1.4?L/L之间。书虱对辣根素敏感程度从高到低依次为:嗜虫书虱（0.595?L/L）>三色书虱（0.851?L/L）>无色书虱（1.098?L/L）>杨氏书虱（1.178?L/L）>嗜卷书虱（1.368?L/L）。其中,与雌虫相比,书虱雄虫对辣根素更为敏感。如辣根素对三色书虱雌虫的LC50为0.853?L/L,大于其对雄虫的LC50（0.586?L/L）;辣根素对杨氏书虱雌虫的LC50为1.178?L/L,远大于其对雄虫的LC50（0.617?L/L）。此外,嗜卷书虱不同地理种群对辣根素的敏感程度也有所不同。其中,河南商丘种群、重庆种群对辣根素敏感程度显著高于广东广州种群和安徽淮北种群,这种差异可能是由于不同地区防控措施和用药水平的不同而导致的。2.三色书虱具有裂化的线粒体基因组。测序结果表明,三色书虱线粒体基因组已发生裂化且可能裂化为3个或以上线粒体染色体。测序获得13个线粒体蛋白编码基因,2个核糖体RNA基因以及8个tRNA基因。其中,atp6、atp8、trnR、trnV、trnT、trnW分布在一个较小的染色体上（Lt mt chromosome I）;trnY、trnK、trnN、trnS、nad5、cox2、cox3、nad1分布在一个较大的染色体上（Lt mt chromosome II）;cox1、nad3、cytb、nad2则分布在第三个染色体上（Lt mt chromosome III）;三色书虱线粒体蛋白编码基因的总长为10458 bp,A+T含量为75.87%;三个染色体上同时出现长达98 bp的非编码区,可能是潜在的A+T控制区。系统发育分析显示,书虱科与虱目互为姊妹群,啮虫目应为并系群。3.本论文明确了三色书虱7个线粒体编码基因（cox1、cox3、nad1、nad4、nad5、atp6和cytb）在不同性别、不同发育阶段以及不同胁迫处理（短时高低温以及辣根素）下的差异表达规律。结果表明,雌虫线粒体基因的表达水平要高于雄虫,但无显著性差异;大部分线粒体基因（nad1、nad4、nad5、cox1）在卵期的表达水平显著高于若虫期和成虫期（P<0.05）;多数线粒体基因在短时极端温度（40℃、0℃）胁迫后,其表达量有上升趋势,但与对照相比无显著性变化;辣根素处理后,线粒体基因表达量均发生下调。其中,多数基因（cox1、cox3、nad1、nad4、nad5）在低剂量处理下的表达量发生显著性下调,而atp6和cytb只在高剂量处理下的表达量达到显著性水平。4.构建了一套快速、高效的书虱RNAi技术体系。本研究利用冷冻分离机（Labogene）将液态dsRNA制成干粉状,并与书虱饲料按1:10比例混合,通过饲喂法可将书虱体内目的基因进行沉默。本论文利用RNAi技术对线粒体复合体IV中线粒体编码基因cox1和cox3进行功能验证。结果发现,分别饲喂混有dscox1和dscox3的饲料24小时后,三色书虱cox1和cox3沉默效率高达66%和87%。同时,线粒体编码基因的沉默导致三色书虱的死亡率急剧上升,死亡率分别为20.68%和20.65%。可见,线粒体编码基因可作为书虱潜在的致死靶标基因。5.基于基因表达谱技术,比较分析了三色书虱在辣根素处理下其转录水平差异表达基因的变化规律。研究结果共获得7174个差异转录本,其中4724个发生上调,2450个发生下调;差异基因中有1768个差异基因GO注释被分配至47个类别中,主要集中在catalytic activity、metabolic process中;2983个差异基因在KEGG Pathway分析中被分配至44个类别中,主要集中在Global and overview maps与Signal transduction中;其中50个差异表达基因能够注释到氧化磷酸化通路（Oxidative phosphorylation）,7个基因发生显著性上调,43个基因发生显著性下调。综上所述,辣根素对储粮害虫书虱具备良好的熏蒸效力,可作为磷化氢等高毒熏蒸剂的绿色替代产品。线粒体是辣根素对三色书虱的主要作用靶标之一,辣根素致使线粒体蛋白质编码基因发生显著性下调,进而抑制线粒体呼吸链的功能;在氧化磷酸化途径中,线粒体复合体相关蛋白基因发生显著性变化,导致其功能紊乱进而产生致死效应。此外,本论文首次构建了一种快速、高效的书虱RNA干扰技术体系,为今后书虱基因的功能研究提供了新的策略。
Abstract
san se shu shi （Liposcelis tricolor）li shu yu nie chong mu （Psocoptera）,shu shi ke （Liposcelididae）,shu shi shu （Liposcelis）,zhu yao zai shi nei yu liang cang zhong fa sheng wei hai 。you yu shu shi qu shi fan wei an 、shi dai chong die yan chong 、kang yao xing fa zhan xun su ,shi ji cheng wei yi lei wei xie shi jie liang shi he shi pin an quan de chong yao cang chu hai chong 。chu liang hai chong fang kong xin ji shu yi zhi yi lai shi ke yan ren yuan guan zhu de re dian ,mu qian ,xun zheng ji 、chu liang bao hu ji he qi diao cuo shi deng shi kong zhi chu liang hai chong de zhu yao cuo shi 。shu shi chang hun ge fa sheng ,bing dui duo chong xun zheng ji he chu liang bao hu ji chan sheng le jiao gao de ren shou li he di kang li ;jia zhi ,lin hua qing de chang ji bu ge li shi yong dao zhi shu shi dui ji kang xing xun su zeng jia 。tong shi ,you yu lin hua lv deng gao du nong yao de xian yong huo jin yong ,xun zhao gao xiao 、di du ke ti dai lin hua qing de xin xing lu se xun zheng ji xian de pai zai mei jie 。la gen su （allyl isothiocyanate）shi yi lei lai yuan yu la gen deng shi zi hua ke zhi wu de ci sheng dai xie chan wu ,dui chu liang hai chong ju you jiao hao de xun zheng xiao guo ,ju you liang hao de kai fa yu ying yong qian jing 。xian li ti yu sheng wu de sheng chang fa yo 、kang yao xing 、shou ming ji huan jing kuo ying deng fang mian jun you mi qie lian ji 。ru la gen su xun zheng hou ,kun chong de xian li ti fu ge wu Ihe IVjun shou dao ying xiang ,dao zhi gong neng bu zu he huo xing yang ROSlei ji ,zao cheng zu zhi shou sun 。wei jin yi bu ping gu la gen su dui shu shi de fang zhi xiao guo yi ji tan tao ji zuo yong ji li ,ben lun wen yi chong yao cang chu hai chong san se shu shi wei yan jiu dui xiang ,kai zhan le la gen su dui shu shi de xun zheng huo xing ce ding ;san se shu shi xian li ti ji yin zu de ce xu yu fen xi ;xian li ti bian ma ji yin zai la gen su chu li xia de biao da mo shi jie xi ;la gen su chu li xia san se shu shi ji yin biao da pu fen xi ;tong shi ,li yong RNAgan rao ji shu dui xian li ti bian ma ji yin cox1yu cox3jin hang gong neng yan zheng 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :1.la gen su dui shu shi ju you jiao hao de xun zheng huo xing 。ben lun wen ce ding le la gen su dui 5chong shu shi de xun zheng huo xing ,jie guo biao ming ,ji LC50ji zhong zai 0.6?L/L1.4?L/Lzhi jian 。shu shi dui la gen su min gan cheng du cong gao dao di yi ci wei :shi chong shu shi （0.595?L/L）>san se shu shi （0.851?L/L）>mo se shu shi （1.098?L/L）>yang shi shu shi （1.178?L/L）>shi juan shu shi （1.368?L/L）。ji zhong ,yu ci chong xiang bi ,shu shi xiong chong dui la gen su geng wei min gan 。ru la gen su dui san se shu shi ci chong de LC50wei 0.853?L/L,da yu ji dui xiong chong de LC50（0.586?L/L）;la gen su dui yang shi shu shi ci chong de LC50wei 1.178?L/L,yuan da yu ji dui xiong chong de LC50（0.617?L/L）。ci wai ,shi juan shu shi bu tong de li chong qun dui la gen su de min gan cheng du ye you suo bu tong 。ji zhong ,he na shang qiu chong qun 、chong qing chong qun dui la gen su min gan cheng du xian zhe gao yu an dong an zhou chong qun he an hui huai bei chong qun ,zhe chong cha yi ke neng shi you yu bu tong de ou fang kong cuo shi he yong yao shui ping de bu tong er dao zhi de 。2.san se shu shi ju you lie hua de xian li ti ji yin zu 。ce xu jie guo biao ming ,san se shu shi xian li ti ji yin zu yi fa sheng lie hua ju ke neng lie hua wei 3ge huo yi shang xian li ti ran se ti 。ce xu huo de 13ge xian li ti dan bai bian ma ji yin ,2ge he tang ti RNAji yin yi ji 8ge tRNAji yin 。ji zhong ,atp6、atp8、trnR、trnV、trnT、trnWfen bu zai yi ge jiao xiao de ran se ti shang （Lt mt chromosome I）;trnY、trnK、trnN、trnS、nad5、cox2、cox3、nad1fen bu zai yi ge jiao da de ran se ti shang （Lt mt chromosome II）;cox1、nad3、cytb、nad2ze fen bu zai di san ge ran se ti shang （Lt mt chromosome III）;san se shu shi xian li ti dan bai bian ma ji yin de zong chang wei 10458 bp,A+Than liang wei 75.87%;san ge ran se ti shang tong shi chu xian chang da 98 bpde fei bian ma ou ,ke neng shi qian zai de A+Tkong zhi ou 。ji tong fa yo fen xi xian shi ,shu shi ke yu shi mu hu wei zi mei qun ,nie chong mu ying wei bing ji qun 。3.ben lun wen ming que le san se shu shi 7ge xian li ti bian ma ji yin （cox1、cox3、nad1、nad4、nad5、atp6he cytb）zai bu tong xing bie 、bu tong fa yo jie duan yi ji bu tong xie pai chu li （duan shi gao di wen yi ji la gen su ）xia de cha yi biao da gui lv 。jie guo biao ming ,ci chong xian li ti ji yin de biao da shui ping yao gao yu xiong chong ,dan mo xian zhe xing cha yi ;da bu fen xian li ti ji yin （nad1、nad4、nad5、cox1）zai luan ji de biao da shui ping xian zhe gao yu re chong ji he cheng chong ji （P<0.05）;duo shu xian li ti ji yin zai duan shi ji duan wen du （40℃、0℃）xie pai hou ,ji biao da liang you shang sheng qu shi ,dan yu dui zhao xiang bi mo xian zhe xing bian hua ;la gen su chu li hou ,xian li ti ji yin biao da liang jun fa sheng xia diao 。ji zhong ,duo shu ji yin （cox1、cox3、nad1、nad4、nad5）zai di ji liang chu li xia de biao da liang fa sheng xian zhe xing xia diao ,er atp6he cytbzhi zai gao ji liang chu li xia de biao da liang da dao xian zhe xing shui ping 。4.gou jian le yi tao kuai su 、gao xiao de shu shi RNAiji shu ti ji 。ben yan jiu li yong leng dong fen li ji （Labogene）jiang ye tai dsRNAzhi cheng gan fen zhuang ,bing yu shu shi si liao an 1:10bi li hun ge ,tong guo si wei fa ke jiang shu shi ti nei mu de ji yin jin hang chen mo 。ben lun wen li yong RNAiji shu dui xian li ti fu ge ti IVzhong xian li ti bian ma ji yin cox1he cox3jin hang gong neng yan zheng 。jie guo fa xian ,fen bie si wei hun you dscox1he dscox3de si liao 24xiao shi hou ,san se shu shi cox1he cox3chen mo xiao lv gao da 66%he 87%。tong shi ,xian li ti bian ma ji yin de chen mo dao zhi san se shu shi de si wang lv ji ju shang sheng ,si wang lv fen bie wei 20.68%he 20.65%。ke jian ,xian li ti bian ma ji yin ke zuo wei shu shi qian zai de zhi si ba biao ji yin 。5.ji yu ji yin biao da pu ji shu ,bi jiao fen xi le san se shu shi zai la gen su chu li xia ji zhuai lu shui ping cha yi biao da ji yin de bian hua gui lv 。yan jiu jie guo gong huo de 7174ge cha yi zhuai lu ben ,ji zhong 4724ge fa sheng shang diao ,2450ge fa sheng xia diao ;cha yi ji yin zhong you 1768ge cha yi ji yin GOzhu shi bei fen pei zhi 47ge lei bie zhong ,zhu yao ji zhong zai catalytic activity、metabolic processzhong ;2983ge cha yi ji yin zai KEGG Pathwayfen xi zhong bei fen pei zhi 44ge lei bie zhong ,zhu yao ji zhong zai Global and overview mapsyu Signal transductionzhong ;ji zhong 50ge cha yi biao da ji yin neng gou zhu shi dao yang hua lin suan hua tong lu （Oxidative phosphorylation）,7ge ji yin fa sheng xian zhe xing shang diao ,43ge ji yin fa sheng xian zhe xing xia diao 。zeng shang suo shu ,la gen su dui chu liang hai chong shu shi ju bei liang hao de xun zheng xiao li ,ke zuo wei lin hua qing deng gao du xun zheng ji de lu se ti dai chan pin 。xian li ti shi la gen su dui san se shu shi de zhu yao zuo yong ba biao zhi yi ,la gen su zhi shi xian li ti dan bai zhi bian ma ji yin fa sheng xian zhe xing xia diao ,jin er yi zhi xian li ti hu xi lian de gong neng ;zai yang hua lin suan hua tu jing zhong ,xian li ti fu ge ti xiang guan dan bai ji yin fa sheng xian zhe xing bian hua ,dao zhi ji gong neng wen luan jin er chan sheng zhi si xiao ying 。ci wai ,ben lun wen shou ci gou jian le yi chong kuai su 、gao xiao de shu shi RNAgan rao ji shu ti ji ,wei jin hou shu shi ji yin de gong neng yan jiu di gong le xin de ce lve 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南大学的郎宁，发表于刊物西南大学2019-09-24论文，是一篇关于书虱论文,线粒体基因组论文,熏蒸剂论文,辣根素论文,干扰论文,数字表达谱论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南大学2019-09-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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