二化螟四個幾丁質酶基因的表達及功能分析.pdf

1、昆蟲的內外表皮都含有幾丁質，幾丁質大約占昆蟲表皮物質的40％。昆蟲在生長發(fā)育過程中，會降解老的幾丁質，合成新的幾丁質。在這個過程中，昆蟲幾丁質酶可以降解幾丁質，它與昆蟲的蛻皮密切相關。本文以水稻重要害蟲二化螟為研究對象，對四個幾丁質酶基因進行了研究，主要結果如下:
　　1)通過對二化螟基因組和轉錄組數(shù)據的搜索，獲得了二化螟四個幾丁質酶基因的序列片段，應用RT-PCR方法對序列成功地進行了驗證，說明二化螟基因組序列可靠性高。驗證后的

2、序列在NCBI上進行BLAST分析，發(fā)現(xiàn)與其他物種的同源基因相似性達到50％-90％。結構域和系統(tǒng)發(fā)育分析表明，四個幾丁質酶分別屬于第二組、第三組和第四組。
　　2)在二化螟不同發(fā)育時期取30個時間點，研究了四個幾丁質酶在不同發(fā)育階段的表達量情況。定量PCR結果結果顯示，Cs-Cht1和Cs-Cht3在二化螟蛹期高表達，Cs-Cht2和Cs-Cht4在幼蟲期高表達。結果表明，Cs-Cht1和Cs-Cht3可能與二化螟的化蛹和羽化有

3、密切關系，Cs-Cht2和Cs-Cht4在二化螟幼蟲的蛻皮時期有重要作用。
　　3)利用RNA干擾技術，對二化螟的四個幾丁質酶基因進行功能分析，結果顯示:Cs-Cht1、Cs-Cht2、Cs-Cht3、Cs-Cht4在二化螟不同發(fā)育階段具有不同的重要功能。在二化螟蛹期第四天注射Cs-Cht1的dsRNA后，處理組羽化時間延遲，并且出現(xiàn)不能正常展翅等畸形現(xiàn)象，表明Cs-Cht1在二化螟成蟲羽化階段具有重要作用。在二化螟預蛹試蟲中注射

4、dsCs-Cht3后，發(fā)現(xiàn)預蛹不能成功化蛹，表明此基因對二化螟的化蛹有密切關系。二化螟3L幼蟲注射Cs-Cht2和Cs-Cht4 dsRNA后，死亡率顯著升高。觀察表型發(fā)現(xiàn)，死亡試蟲呈現(xiàn)半蛻皮狀態(tài)。這些結果表明，隸屬第四組的Cs-Cht2和Cs-Cht4與二化螟幼蟲的蛻皮有關。
　　4)通過生物信息學分析，預測發(fā)現(xiàn)miR-11，miR-308，miR-316和miR-317等miRNA能夠作用于幾丁質合成和代謝通路基因上，并且對作

5、用于幾丁質酶基因上的四個miRNA進行了二級結構預測及特征值分析，和其他物種的成熟體序列比對顯示相似性高。
　　幾丁質酶基因主要存在于昆蟲體內，高等植物和高等動物體內則不合幾丁質。因此，選擇幾丁質酶來破壞幾丁質結構，達到防治害蟲的目的，具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳耙延醒芯勘砻鳎ハx幾丁質酶與其他殺蟲因子，如桿狀病毒和蘇云金芽抱桿菌具有協(xié)同殺蟲作用。利用幾丁質酶基因的RNAi進行研究，可影響幾丁質酶基因的正常表達，阻礙昆蟲的正常生長發(fā)育