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水稻二化螟Chilo suppressalis(Walker)隶属鳞翅目Lepidoptera、螟蛾总科Pyraloidea、禾草螟属Chilo。该虫其分布广泛、适应性强,是目前影响我国水稻稳产、高产的重要害虫之一。二化螟盘绒茧蜂(Cotesia chilonis)隶属膜翅目Hymenoptera、茧蜂科Braconidae、绒茧蜂属Apanteles,是水稻二化螟的重要寄生蜂之一,对二化螟田间种群起着重要的控制作用。但是,二化螟和二化螟盘绒茧蜂协同进化的机制以及二化螟应对二化螟盘绒茧蜂寄生的策略还不清楚。本研究通过比较分析二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的二化螟和未被寄生的二化螟的转录组数据,研究了二化螟4种热激蛋白对二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的表达特征,同时进一步揭示它们对温度响应的规律。这些结果不仅充实了寄主—寄生蜂的协调进化理论,也为利用二化螟盘绒茧蜂防治二化螟提供理论支撑。主要研究结果如下: 1、运用转录组测序技术,测定了被二化螟盘绒茧蜂寄生的二化螟和未被寄生的二化螟转录组。通过比较发现寄生胁迫下的水稻二化螟体内表达存在差异的Unigenes有5685个,在昆虫激素的生物合成、氧化磷酸化、核糖体、药物代谢、丙酮酸代谢和代谢途径这6条通路富集显著。进一步分析发现:呈现表达差异的热激蛋白基因有4条,2条热激蛋白70基因(hsp70s)下调,2条小分子量热激蛋白基因(shsps)上调。 2、克隆了二化螟体内3条新型热激蛋白基因的全长序列,分别为hsp705、hsp706和hsp21.7c。它们cDNA序列全长分别为2053,2392和870bp,开放阅读框长度分别为1896、1905和570bp,分别编码631、634和189个氨基酸,HSP705和HSP706中都发现有HSP70家族的保守序列,HSP21.7c中发现小分子量热激蛋白家族的保守特征—α-晶状体结构域。系统发育分析表明,二化螟的两条HSP70的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫表现出很高的同源性,CsHSP21.7c,不含内含子,与二化螟其他小分量热激蛋白未表现出较高同源性,是一种特异性小分子量热激蛋白。 3、采用荧光实时定量技术对二化螟9个候选内参基因在二化螟盘绒茧蜂寄生胁迫下的稳定性进行筛选和评估,运用常用的内参基因筛选程序(NormFinder、geNorm和BestKeeper)以及比较△Ct法对各内参基因进行了排名。综合看来TUB,EF-1和NADHD作为内参基因比较稳定,TUB是最稳定的,RPS11为最不稳定的基因。最后,通过寄生胁迫下二化螟目的基因HSP60的相对表达量验证了TUB的稳定性,确认寄生胁迫下的二化螟内参基因是TUB。 4、二化螟hsp705在被二化螟盘绒茧蜂寄生前期先显著上升表达,而在寄生后期却下调表达;hsp706在被二化螟盘绒茧蜂寄生中后期显著下调表达;hsp21.7c在被二化螟盘绒茧蜂寄生中期显著上调,在被寄生末期也显著下调;hsp21.5寄生中期的表达量也显著上调。转录组比较分析发现:2个hsp70(hsp705和hsp706)显著下调,而2个shsps(hsp21.5和hsp21.7)显著上调,这表明qRT-PCR验证的结果与转录组测序结果基本一致。 5、采用qRT-PCR技术研究了二化螟3条新hsps在高低温胁迫下的表达情况。结果表明:从-11℃到43℃这21个温度处理下的二化螟体内3条热激蛋白基因在mRNA水平上都显著上调表达,但他们对温度响应的趋势各不相同。hsp705和hsp21.7c都在-6℃达到最高表达量,而hsp706却在-11℃达到最高表达量。通过相对表达量比较发现:hsp21.7c在mRNA水平上更容易受热诱导,而hsp705和hsp706却更容易受冷诱导。