褐飞虱若虫均一化全长cDNA文库的构建及EST分析

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingxing7978
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褐飞虱(Nilaparavata lugens,BPH)是一种世界性的远距离迁飞性水稻害虫,也是中国广大稻区水稻上的重要害虫。褐飞虱刺吸水稻韧皮部汁液,不仅干扰水稻同化产物的运输,而且传播或诱发水稻病害的发生,严重影响水稻的生长和发育,给粮食生产造成了巨大的损失。从上世纪70年代开始,我国对稻飞虱的宏观生物学特性及迁飞特性进行了系统研究,并取得了重要进展。为了揭示褐飞虱灾变的内在机制,必须借助于现代分子生物学手段对其生长发育的分子机理进行研究。本研究正是基于这个目的,构建了褐飞虱若虫均一化全长cDNA文库,为研究褐飞虱重要生理过程的基因表达谱、生长发育重要基因的功能提供平台。本研究比较了两种褐飞虱若虫全长cDNA文库构建方法,结果表明:将Creator SMART技术和DSN法相结合,构建的若虫均一化全长cDNA文库质量较好。从该文库中随机挑取5000个克隆,从EST的5’端进行测序,将得到的序列进行生物信息学分析,得到了以下主要研究结果:1、采用SMART技术构建了褐飞虱若虫的非均一化cDNA文库。文库的滴度为1.06×10~6pfu/mL,重组率为93%,插入片段平均长度为750bp,文库质量符合标准要求,但是测序结果表明,该文库的冗余度过大,进行大规模测序的成本过高,不利于筛选基因;2、将Creator SMART技术和DSN法相结合,构建了褐飞虱若虫的均一化cDNA文库。文库的滴度为1.75×10~6 cfu/mL,重组率为93.33%,插入片段平均长度大于1kb,符合高质量文库的标准。随机挑取192个克隆测序,从测序结果看文库的冗余度为3.51%,全长率为54.8%,说明均一化的效果较好;3、从均一化文库中随机挑取5063个克隆进行测序,去除载体序列及污染序列后,得到了4778条长度大于100bp的高质量ESTs,平均长度为588.6bp;4、使用Phrap软件对4778条高质量ESTs进行聚类拼接后,得到4302个unigene,其中包括299条contigs和4003条singlets,占总获得序列的90.04%,进一步验证了文库均一化的效果;5、使用BLASTn对ESTs和NCBI的核苷酸数据库进行比对分析,有同源序列的unigene数目为1153条,占总数的26.80%;和蛋白质数据库进行BLASTx比对,有2679条unigene找到同源序列,占总数的62.27%,其中已知功能或具有推测功能的基因有971条,占22.57%,有同源序列但无功能注释的基因有1708条,占39.70%,没有同源序列的基因有1623条,占总数目的37.73%;和褐飞虱EST数据库进行比对后,得到新基因2647条,占总数目的55.4%;6、将得到的971条功能已知或具有推测功能的基因按照其生理功能分成以下9类基因:复制、转录和翻译相关基因;物质代谢相关基因;能量代谢相关基因;细胞防御机制相关基因;细胞信号转导相关基因;细胞结构相关基因;细胞生长及分裂相关基因;胞内物质交换及分泌相关基因;推测及功能不明确基因;7、从文库中得到了一些与褐飞虱生长发育相关的基因,如转运蛋白相关基因、褐飞虱防御相关基因、褐飞虱翅型分化相关基因、褐飞虱物质代谢和能量代谢相关基因及其他一些重要基因,为防治褐飞虱的研究奠定了基础。
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