甜菜夜蛾幼蟲期EcR和USP基因表達模式與功能研究.pdf

1、甜菜夜蛾是一種分布較廣泛的農(nóng)業(yè)害蟲，其發(fā)生地區(qū)在我國不斷擴大。目前，化學防治仍然是我國用來防治甜菜夜蛾的主要手段，近年來甜菜夜蛾已經(jīng)對主流化學農(nóng)藥擬除蟲菊酯和有機磷類產(chǎn)生抗藥性，很難做到高效的控制甜菜夜蛾爆發(fā)危害，我們應該去尋求其它更合適的防治措施。與此同時化學防治對于生態(tài)系統(tǒng)帶來的問題也倍受爭議，這迫使我們?nèi)ラ_發(fā)新型的害蟲防治手段與方式。完全變態(tài)類昆蟲要經(jīng)過周期性蛻皮和變態(tài)才能完成整個生活史，昆蟲發(fā)育的生理活動是在一系列激素的精細調(diào)控

2、下才得以順利完成。EcR和USP處于昆蟲發(fā)育、變態(tài)及繁殖等過程級聯(lián)調(diào)控的開始位置，具有組織和時間特異性。EcR和USP在多種昆蟲和一些節(jié)肢動物中被發(fā)現(xiàn)。必須更全面地描述不同目昆蟲EcR和USP的結(jié)構及功能特點，才能對于將來更深入地了解其作用方式及應用研究奠定基礎，并且無論是對有益昆蟲生長發(fā)育及繁殖能力的調(diào)控還是對有害昆蟲的防治研究都有非常重要的實用價值和基礎理論價值。盡管近些年對于昆蟲EcR和USP的研究迅速增加，且主要集中在對EcR和

3、USP在蛻皮激素介導的信號轉(zhuǎn)導通路，以及激素調(diào)控基因表達順序分子機理的研究，這些方面都取得了重要的研究進展。但對于蛻皮變態(tài)相關基因間的互作關系、各基因在昆蟲生長發(fā)育不同時間點發(fā)揮不同功能的差異、JH受體等均有待闡明。因此離闡明昆蟲蛻皮的詳細機理還相差甚遠。
　　本研究采用實時定量PCR技術對甜菜夜蛾幼蟲4齡和5齡的EcR和USP基因，以及EcR的兩個亞型EcR-A和EcR-B進行了表達模式的研究，其次采用RNAi技術對EcR和US

4、P進行了功能研究。結(jié)果表明USP基因的mRNA在幼蟲4齡期表達水平明顯高于5齡期的表達水平，EcR基因的mRNA在幼蟲5齡期表達水平明顯高于4齡期的表達水平。且EcR和USP基因mRNA在各齡期的后階段的表達水平明顯大于各齡期前期的表達水平。在4齡期EcRA和EcRB基因mRNA的表達趨勢基本相同，在5齡初期EcR-A和EcR-B也是同步表達產(chǎn)生第一個表達峰。但是在5齡末期化蛹變態(tài)之前出現(xiàn)了表達差異，EcR-A在5齡末期84h時先于Ec

5、RB基因mRNA的表達出現(xiàn)了第二個表達峰，而EcR-B則是在化蛹頭殼脫落時產(chǎn)生了第二個表達峰。甜菜夜蛾幼蟲經(jīng)過RNAi產(chǎn)生了嚴重的不正常生長發(fā)育以及表型缺陷的現(xiàn)象，難以完成幼蟲-幼蟲的蛻皮過程，幼蟲-蛹的變態(tài)過程。甜菜夜蛾幼蟲經(jīng)dsRNA處理后產(chǎn)生了不同的致死表型比例，并且甜菜夜蛾EcR和USP基因的轉(zhuǎn)錄本表達水平都下調(diào)。
　　本研究分析了甜菜夜蛾幼蟲不同齡期EcR和USP基因的表達模式:EcR和USP基因的表達規(guī)律基本同步，即E

6、cR和USP基因在各齡期的后期表達量高，并且在各齡期USP先于EcR產(chǎn)生表達峰，可能是由于USP先于EcR發(fā)揮生物學功能。但是二者還存在一定的表達差異，具體表現(xiàn)在USP基因4齡期表達量較高，EcR基因在5齡期表達量較高，這種不同步的表達模式可能是由于EcR和USP可能分別與其他核受體形成異源二聚體并行使生理功能。其次，EcR-A和EcR-B在幼蟲-幼蟲的蛻皮過程中具有相同表達規(guī)律，但是在甜菜夜蛾5齡末期幼蟲-蛹的變態(tài)時期則產(chǎn)生了差異性表