褐飛虱achaete-scute homologue和target of rapamycin基因功能研究.pdf

1、褐飛虱（半翅目;飛虱科）是水稻上一種重要的遷飛性害蟲，具有遠(yuǎn)距離遷飛能力。褐飛虱成蟲前翅翅脈上著生很多剛毛，其功能和發(fā)育分子機(jī)制并不清楚;褐飛虱遷飛時(shí)卵巢發(fā)育被抑制，是一種短暫的生殖滯育現(xiàn)象，生殖滯育的分子調(diào)控機(jī)制也不清楚。Achaete、scute是一類編碼bHLH結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，控制果蠅鬃毛的發(fā)育。Target of Rapamycin(TOR)信號通路影響細(xì)胞的增長及分化，受外界營養(yǎng)條件的調(diào)控，Target of Rapamyci

2、n（TOR）是該通路中的關(guān)鍵基因。為弄清楚褐飛虱剛毛發(fā)育和遷飛滯育的調(diào)控關(guān)鍵基因，我們克隆褐飛虱achaete-scute homologue(ASH)、Target of Rapamycin（NlTOR）基因，并通過RNAi干涉研究這兩個(gè)基因的功能。結(jié)果如下:
　　一、褐飛虱achaete-scute homologue基因功能研究
　　1.本研究發(fā)現(xiàn)NIASH基因的cDNA全長669個(gè)堿基，編碼233個(gè)氨基酸;并對NIA

3、SH進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹分析，發(fā)現(xiàn)褐飛虱ASH與意大利蜜蜂和金小蜂親緣關(guān)系最近。
　　2.NIASH主要在褐飛虱若蟲期高表達(dá)，成蟲期表達(dá)量較低;若蟲期不同組織部位的表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)NIASH在3齡褐飛虱的翅芽中高表達(dá)。
　　3.采用dsRNA干擾3齡褐飛虱NlASH的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)NIASH下調(diào)對褐飛虱有顯著的致死效應(yīng)并且褐飛虱羽化后，成蟲翅出現(xiàn)畸形，前翅翅脈上剛毛幾乎完全消失。
　　二、褐飛虱Target of Rapamycin

4、基因功能研究
　　1.本研究發(fā)現(xiàn)NITOR在褐飛虱若蟲與成蟲期都表達(dá)，在成蟲期高表達(dá)，長、短翅品系NITOR表達(dá)存在顯著性差異，短翅品系在成蟲1、2和4天NITOR表達(dá)水平顯著高于長翅品系。
　　2.沉默NITOR后連續(xù)飼養(yǎng)觀察15天，稻莖中沒有褐飛虱孵化出來，解剖稻莖也沒有發(fā)現(xiàn)卵。解剖注射了dsTOR的雌成蟲卵巢，發(fā)現(xiàn)褐飛虱卵巢發(fā)育被抑制，卵不能形成，卵巢小管和輸卵管都被抑制。
　　3.沉默NITOR顯著延長褐飛虱若

5、蟲發(fā)育到成蟲的時(shí)間，降低蛻皮激素合成途徑關(guān)鍵基因NlE74B(Ecdysone-induced protein74B)和蛻皮激素受體NlEcR(Ecdysteroidreceptor)基因的表達(dá)水平;NIFoXO(Forkhead-box O)和NlVg（vitellogenin）的表達(dá)量也降低。
　　綜上所述，本研究表明NlASH基因?qū)诛w虱前翅翅脈上剛毛的發(fā)育起著決定性作用;NITOR基因影響褐飛虱蛻皮激素的合成及蛻皮激素信號