褐飛虱對寄主營養(yǎng)惡化及高種群密度的分子應(yīng)答.pdf

1、褐飛虱(Nilaparavata lugens)是一種重要的水稻害蟲,其成蟲具有長、短翅型兩型現(xiàn)象。自然條件下,水稻營養(yǎng)條件差種群密度增大時易產(chǎn)生長翅型；水稻營養(yǎng)條件良好種群密度較小時易產(chǎn)生短翅型。長翅型遷飛,繁殖力較弱；短翅型發(fā)育快,繁殖力強(qiáng),危害性大,但不能遷飛。研究褐飛虱對寄主營養(yǎng)惡化及高種群密度下的分子應(yīng)答反應(yīng),對揭示褐飛虱災(zāi)變的內(nèi)在原因具有重要意義。
　　 本研究通過黃熟期寄主和高蟲口密度環(huán)境,構(gòu)建惡化的營養(yǎng)脅迫條件；

2、通過健壯的分蘗期寄主水稻和低蟲口密度環(huán)境,構(gòu)建適宜生存條件。比較褐飛虱在兩種條件下的基因表達(dá)差異,得到褐飛虱環(huán)境脅迫應(yīng)答基因。在NDSC誘導(dǎo)條件(寄主為黃熟期水稻,高蟲口密度)和NRCC誘導(dǎo)條件(寄主為分蘗期水稻,低蟲口密度)下,分別得到兩組蟲樣,每組蟲樣從2齡到5齡取了8個時間段的樣品,通過分析其在不同條件下表達(dá)譜差異,揭示其其對不良營養(yǎng)條件的分子應(yīng)答機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、褐飛虱轉(zhuǎn)錄組測序分析:通過Solexa法

3、對褐飛虱轉(zhuǎn)錄組測序,共測得1,682,583,750個堿基對,組裝后共得到76406條Unigene。將Unigene序列與蛋白數(shù)據(jù)庫NR、Swiss-Prot、KEGG和COG做blastx比對,得到了Unigene功能注釋,并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組COG與GO功能分類。此外,轉(zhuǎn)錄組測序分析還做了 Unigene的KEGG代謝通路分析,預(yù)測編碼蛋白框(CDS)分析。褐飛虱轉(zhuǎn)錄組測序分析完成了轉(zhuǎn)錄水平上大規(guī)模的基因測序,為褐飛虱差異表達(dá)譜測序分析提

4、供了參考序列。
　　 2、褐飛虱差異表達(dá)譜測序分析:我們對ND3.2(即在NDSC條件下3齡第2天)和NR3.2(在NRCC條件下3齡第2天)若蟲文庫測序。測序后分別產(chǎn)生了290萬和300萬的clean tag,這其中又分別有71672和83592個差異clean tag。將clean tag與參考基因數(shù)據(jù)庫對比,對其中唯一比對到一個基因的clean tag進(jìn)行基因注釋,同時獲得標(biāo)準(zhǔn)化的基因表達(dá)量。由此從ND3.2和NR3.2兩

5、個文庫中共篩選出1203個上調(diào)基因和1341個下調(diào)基因。
　　 3、選取了脂質(zhì)代謝、糖類代謝、氨基酸代謝、翅發(fā)育及肌肉發(fā)育途徑、激素代謝、卵巢發(fā)育途徑,共6類與環(huán)境脅迫有密切關(guān)系的基因,從表達(dá)譜中篩選出這6類差異表達(dá)基因,基因數(shù)分別為58、34、58、15、7、8個,共計180個,統(tǒng)計了這些基因在每個類別中的差異表達(dá)情況。根據(jù)相對差異較大和表達(dá)量較高的標(biāo)準(zhǔn)又從這6類中分別選擇了6、2、3、3、3、2個,共計19個基因。