核桃举肢蛾性信息素生物合成与转运相关基因分析

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:owen_0278
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核桃举肢蛾(Atrijuglans hetaohei Yang)(Lepidoptera:Atrijuglan)是一种危害核桃果实的专性蛀果害虫,其幼虫蛀果危害性大,田间防治困难,利用性信息素引诱剂监控其成虫发生时期是提高其田间防治效果的重要措施。目前核桃举肢蛾性信息素合成分子机制尚不清楚,本研究通过对核桃举肢蛾(A.hetaohei)雌性成虫信息素腺体转录组进行测序,一共获得了8大类共92条与性信息素合成和转运相关的候选基因。在此基础上,通过RT-PCR和实时定量PCR的方法,测定了这些候选基因在m RNA水平上的组织表达情况,主要研究结果如下:1. 核桃举肢蛾信息素腺体转录组Unigene数据库构建与分析借助Illumina Hi Seq(TM)4000高通量测序平台对核桃举肢蛾信息素腺体进行测序和Trinity拼接,共获得68,697个Unigene,其中24,251个Unigene能够注释到NCBI非冗余(nr)蛋白质数据库(E-value<10-5)。核桃举肢蛾的注释基因与脐橙螟(Amyelois transitella)序列的同源性高达22%,与家蚕(Bombyx mori)的序列同源性为10%。通过GO分类,其中9,780个Unigene(35.75%)被注释,分别归类为细胞组分(cellular component)(12,416个Unigene)、分子功能(molecular function)(12,071个Unigene)和生物学过程(biological process)(19,315个Unigene)三个不同的亚类。测序结果为核桃举肢蛾相关代谢途径及基因功能的研究提供了重要基础。2. 核桃举肢蛾性信息素合成与转运相关基因的鉴定与表达研究基于核桃举肢蛾腹部末端转录组数据,通过生物信息学分析,共筛选鉴定了92条信息素合成和转运的相关基因,包括脂肪酸合成酶(13个)、脱饱和酶(15个)、脂肪酰基辅酶A还原酶(23个)、乙酰转移酶(18个)、醇氧化酶(9个)、乙酰辅酶A羧化酶(1个)、气味结合蛋白(6个)和化学感受蛋白(7个)共8大类,利用RT-q PCR技术分别对核桃举肢蛾性信息合成与转运相关基因在同一性别成虫的不同组织的表达情况进行了研究。RT-q PCR结果显示,一些候选基因在雌雄成虫中存在性别及组织表达差异。其中7个去饱和酶基因(Ahet Des)和8个脂肪酰基还原酶基因(Ahet FAR)表现出雌性性信息素腺(PG)的偏倚或特异性表达;5个去饱和酶基因(Ahet Des)和10个脂肪酰基还原酶基因(Ahet FAR)在雄性生殖器中表现出偏倚或特异性表达。系统发育分析表明,饱和酶中的Ahet Des1、Ahet Des2、Ahet Des3、Ahet Des5、Ahet Des10、Ahet Des13和Ahet Des14和脂肪酰基还原酶中的Ahet FAR5与其他鳞翅目蛾类物种已知的信息素合成相关基因聚在一枝。本研究通过对核桃举肢蛾雌蛾腹部末端组织(含性腺)、雄蛾生殖器分别进行转录组测序;筛选出核桃举肢蛾性信息素生物合成与转运的相关基因,获取其序列信息;明确了核桃举肢蛾相关候选基因及其在雌雄成虫不同组织中的表达情况,并通过系统发育初步确认了合成与转运过程中的关键基因,结果为进一步研究举肢蛾性信息素合成相关基因的功能,探索其性信息素合成的分子机制,阐明其性信息素生物合成途径提供理论依据。
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