白背飞虱中几丁质酶5和10基因的克隆和表达分析

【摘要】白背飞虱通过吸食水稻植株的汁液并且在植物组织上产卵,已经逐渐上升为水稻上的主要害虫。当面对人口的增长和气候变化等这些严肃问题的时候,白背飞虱造成的危害已经很大程度上影响到很多国家的粮食产量和安全性。由于大多数害虫都能通过进化来适应和抵御新的害虫防治策略,这种特性对于病虫害的控制非常重要。几丁质酶作为潜在的害虫控制靶标吸引了越来越多的关注。通过破坏几丁质酶的合成来抑制害虫的生长和发育是一种新的防治策略。在本文中我们克隆得到了两个几丁质酶基因(Cht5和Cht10),并对其进行了表达量分析和进化分析。RT-PCR验证两个基因从白背飞虱的转录组数据中得到了选择了cht5和cht10两个基因的序列做进一步的分析。通过RT-PCR进行了验证。Blastx注释表明这两条序列属于GH18几丁质家族。在同源比对分析中,Cht-10序列与赤拟谷盗的Cht-10序列的相似性最高,为74%；Cht-5序列与Cht-5前体序列的相似性最高,为82%。在不同发育阶段中对这两个基因表达模式的分析选择了两个基因(cht-5和cht-10)做表达模式分析。分别选取1到5龄幼虫和成虫的雌、雄虫用于测定。结果发现,这两种几丁质基因的表达模式是相似的。与Cht-10在2、3龄幼虫中的表达量相比,在4龄幼虫的雌、雄虫中Cht-10的表达量显著下降；而在5龄幼虫中显著升高。这说明,Cht-10在5龄幼虫发育中起到重要的作用。与2、3龄幼虫期相比,5龄幼虫时期的表达量是正常的,然而在4龄时显著下降,在5龄时期又明显上升。5龄幼虫期过后,Cht-5的表达水平又降低。Cht-5的表达显示,5龄幼虫期是表达量最高的时期。根据表达量分析,Cht-5比Cht-10具有更加重要的生物学功能。进化分析从NCBI上得到21条Cht-5和Cht-10的核酸序列。用Blastp验证过以后,再通过ORFinder翻译成蛋白序列。用Mega5.10做进化树,结果发现白背飞虱的Cht-5与金小蜂的的Cht-5具有很大的相似性。来自金小蜂的Cht-5聚成一个小簇,其他的11条序列聚成另一个较大的簇,分别来自甘比亚按蚊、二化螟、玉米螟、云杉卷叶蛾、凤蝶、小地老虎、金文细蛾、甘蓝夜蛾、粘虫、甜菜夜蛾、草地夜蛾。另外7条Cht-10序列聚为一簇,分别来自小菜蛾、弓背蚁、黄粉虫、赤拟谷盗、库蚊、松褐天牛和埃及伊蚊。进化树分析显示了序列之间的进化关系及这五个不同目的昆虫之间的序列相似性。在Cht-5聚成的簇中,相似性最高和最低的序列分别来自于金小蜂(79%)和二化螟(67%)。在Cht-10的聚簇中,相似度最高的序列有两条,分别是黄粉虫(73%)和赤拟谷盗(73%),相似度最低的序列是来自于小菜蛾(46%)。这项研究的结果还表明,Cht-5和Cht-10的蛋白序列之间也具有一定的亲缘关系。
【作者】MECODOKPA；
【导师】李飞；
【作者基本信息】南京农业大学，AGRICULTURALENTOMOLOGYANDPESTCONTROL，2013，硕士
【关键词】几丁质酶；基因表达；白背飞虱；水稻；幼虫；害虫；昆虫；

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