【摘 要】
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核桃举肢蛾(Atrijuglans hetaohei Yang)是我国重要木本油料树种核桃(Juglans regia L)上的主要果实害虫,其后足结构和行为与一般蛾类昆虫相比存在一定差异,在物体表面爬行或静止时后足向身体两侧上举、摆动,目前对于核桃举肢蛾成虫后足的形态特征及上举行为尚无研究报道。本研究通过扫描电镜技术观察了核桃举肢蛾3对胸足关节部位的超显微结构,同时利用高通量测序平台对核桃举肢蛾
【基金项目】
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国家自然基金“核桃举肢蛾地理种群遗传分化与性信息素变异机制研究”(编号:31770692);
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核桃举肢蛾(Atrijuglans hetaohei Yang)是我国重要木本油料树种核桃(Juglans regia L)上的主要果实害虫,其后足结构和行为与一般蛾类昆虫相比存在一定差异,在物体表面爬行或静止时后足向身体两侧上举、摆动,目前对于核桃举肢蛾成虫后足的形态特征及上举行为尚无研究报道。本研究通过扫描电镜技术观察了核桃举肢蛾3对胸足关节部位的超显微结构,同时利用高通量测序平台对核桃举肢蛾胸足进行转录组测序,并筛选了其中可能与其后足特化相关的基因,主要研究结果如下:(1)通过对核桃举肢蛾不同性别前、中、后足组织转录组测序并分析,共获得86.11Gb的clean data,经拼接优化得到了186,361个转录本,平均长度为936.04bp,N50值为1496。通过对转录组数据比对分析,一共筛选出了59条可能与核桃举肢蛾后足特化发育相关的基因。其中,包括1个decapentaplegic(dpp)、1个Distal-less(dll)、2个homothorax(hth)、1个extradenticle(exd)、2个apterous(ap)、1个Antennapedia(Antp)、1个Sex combs reduced(Scr)、1个empty spiracles(ems)、1个engrailed(en)、2个vestigial(vg)、1个abdominal-A(abd-A)、1个abdominal-B(abd-B)、1个Ultrabithorax(Ubx)及其他43个同源异形盒基因(homeobox genes,Hox)。(2)利用RT-qPCR对鉴定获得的Ubx、Dll、dpp、exd、hth、en等6条候选基因进行分析,结果与转录组测序分析结果的变化趋势基本一致。6条基因在不同发育时期的表达有差异,成虫期>幼虫期>蛹期。在幼虫期6条基因在后足中的表达量略高于前、中足,而在成虫期6条基因在后足中显著高表达。结合相关文献报道,推测这6条基因与核桃举肢蛾胸足的发育均有密切关系,Ubx基因对成虫后足的特化起促进作用,导致其后足特化发育;(3)通过扫描电镜观察核桃举肢蛾前、中、后足的超显微结构,发现其后足相比于前中足腿节胫节膨大、刚毛发达,但3对胸足上的感器类型和分布情况基本一致。对比核桃举肢蛾3对胸足各个关节的连接方式,发现前足转节呈肾形,由内侧与突出的基节相连,连接处为两个骨突嵌合;中足转节呈弓形,与基节相连时由转节的两个突起卡在基节四个骨突形成的两个关节缝里;后足转节呈扇形,由一角端部与基节相连,基节上有一弧形突起,较小的转节刚好扣在基节突起上。结合相关文献报道,推测核桃举肢蛾后足转节扇形的形态,基节上的弧形突起结构,为其后足上举行为提供了支持。本研究通过转录组测序及RT-qPCR技术初步筛选出了Ubx、exd等与核桃举肢蛾后足特化发育相关的候选基因,通过扫描电镜技术明确了其后足基部与前、中足在结构上的不同,为进一步研究核桃举肢蛾后足上举、摆动的生物学特性提供了研究基础。
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