稻飛虱wingless基因的克隆及其在白背飛虱翅型調(diào)控中的作用.pdf

1、褐飛虱Nilaparva ta lugens、灰飛虱Laodelphax striatellus和白背飛虱Sogatela furcifera是水稻上的重要害蟲(chóng)，成蟲(chóng)具有翅二型現(xiàn)象。至今為止還不清楚稻飛虱翅型分化的相關(guān)基因及其作用。Wingless基因（Wg）對(duì)果蠅等昆蟲(chóng)翅的形成有重要作用，但它對(duì)稻飛虱翅型分化有何影響，這至今還不清楚。
　　本文以三種稻飛虱為實(shí)驗(yàn)材料，克隆了其Wg全長(zhǎng)或開(kāi)放閱讀框序列，再以篩選后的白背飛虱翅型純系

2、為對(duì)象，利用熒光定量PCR技術(shù)，分析了Wg在長(zhǎng)、短翅型品系中的時(shí)空表達(dá)差異，并利用RNA干擾技術(shù)驗(yàn)證了Wg在白背飛虱翅型分化中的功能。通過(guò)研究獲得了以下主要結(jié)果:
　　(1)經(jīng)過(guò)40代次翅型篩選，獲得了白背飛虱長(zhǎng)翅品系純系和短翅品系近純系。經(jīng)過(guò)7代篩選后，長(zhǎng)翅品系后代長(zhǎng)翅率都為100％，且在7-40代中均未出現(xiàn)短翅型個(gè)體。而短翅品系篩選25代后，后代雌蟲(chóng)短翅率能維持在95％左右。白背飛虱對(duì)翅型篩選存在較強(qiáng)的篩選響應(yīng)。
　　(

3、2)通過(guò)RACE技術(shù)及基因克隆的方法，獲得了白背飛虱和灰飛虱Wg全長(zhǎng)及褐飛虱Wg的開(kāi)放閱讀框(ORF)區(qū)域序列。白背飛虱Wg全長(zhǎng)1571 bp，能編碼390個(gè)氨基酸殘基，灰飛虱Wg全長(zhǎng)有1443 bp，能編碼390個(gè)氨基酸殘基，褐飛虱ORF區(qū)域有1185 bp，編碼的蛋白長(zhǎng)度為394個(gè)氨基酸殘基。三種稻飛虱Wg編碼的氨基酸有很高的相似性，兩兩相似性都在96％以上。
　　(3)結(jié)合qRT-PCR技術(shù)，分析了Wg在白背飛虱3齡、4齡、

4、5齡若蟲(chóng)及雌雄成蟲(chóng)等不同發(fā)育時(shí)期的相對(duì)表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)Wg主要在若蟲(chóng)階段高表達(dá)，在成蟲(chóng)階段低表達(dá);長(zhǎng)翅品系在3齡、4齡、5齡若蟲(chóng)階段相對(duì)表達(dá)量要顯著高于短翅品系。同時(shí)，Wg在白背飛虱頭、胸和腹部體節(jié)上的表達(dá)低，而在翅和足中的表達(dá)量相對(duì)要高，且在翅中的表達(dá)量最高。
　　(4)采用RNA干擾技術(shù)研究了白背飛虱Wg的功能。利用白背飛虱長(zhǎng)翅品系的2齡末若蟲(chóng)喂飼不同濃度的dsWg來(lái)進(jìn)行Wg的干擾，結(jié)果表明，飼喂100 ng/μL的dsWg7天后

5、，若蟲(chóng)體內(nèi)Wg的表達(dá)量顯著降低，同時(shí)伴隨著羽化雌、雄成蟲(chóng)體重的降低，并引起了部分個(gè)體翅發(fā)育的畸形紊亂，翅不能自然展開(kāi)附于背上，呈現(xiàn)出卷曲和折疊狀。Wg干擾后成蟲(chóng)翅畸形率顯著高于對(duì)照?；纬岬拈L(zhǎng)度顯著變短。喂食干擾濃度達(dá)到200ng/μ L及400 ng/μL時(shí)，獲得了翅極度縊縮和翅長(zhǎng)度僅達(dá)到腹部末端的雌蟲(chóng)個(gè)體。
　　通過(guò)給長(zhǎng)翅品系3齡若蟲(chóng)手工注射4000 ng/μ L、2000 ng/μ L及1500 ng/μ L的dsWg后，同