甜菜夜蛾幼蟲(chóng)期EcR和USP基因表達(dá)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(chóng)，其發(fā)生地區(qū)在我國(guó)不斷擴(kuò)大。目前，化學(xué)防治仍然是我國(guó)用來(lái)防治甜菜夜蛾的主要手段，近年來(lái)甜菜夜蛾已經(jīng)對(duì)主流化學(xué)農(nóng)藥擬除蟲(chóng)菊酯和有機(jī)磷類(lèi)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(yīng)該去尋求其它更合適的防治措施。與此同時(shí)化學(xué)防治對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的問(wèn)題也倍受爭(zhēng)議，這迫使我們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)新型的害蟲(chóng)防治手段與方式。完全變態(tài)類(lèi)昆蟲(chóng)要經(jīng)過(guò)周期性蛻皮和變態(tài)才能完成整個(gè)生活史，昆蟲(chóng)發(fā)育的生理活動(dòng)是在一系列激素的精細(xì)調(diào)控

2、下才得以順利完成。EcR和USP處于昆蟲(chóng)發(fā)育、變態(tài)及繁殖等過(guò)程級(jí)聯(lián)調(diào)控的開(kāi)始位置，具有組織和時(shí)間特異性。EcR和USP在多種昆蟲(chóng)和一些節(jié)肢動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)。必須更全面地描述不同目昆蟲(chóng)EcR和USP的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)，才能對(duì)于將來(lái)更深入地了解其作用方式及應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)，并且無(wú)論是對(duì)有益昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖能力的調(diào)控還是對(duì)有害昆蟲(chóng)的防治研究都有非常重要的實(shí)用價(jià)值和基礎(chǔ)理論價(jià)值。盡管近些年對(duì)于昆蟲(chóng)EcR和USP的研究迅速增加，且主要集中在對(duì)EcR和

3、USP在蛻皮激素介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，以及激素調(diào)控基因表達(dá)順序分子機(jī)理的研究，這些方面都取得了重要的研究進(jìn)展。但對(duì)于蛻皮變態(tài)相關(guān)基因間的互作關(guān)系、各基因在昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育不同時(shí)間點(diǎn)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(chóng)蛻皮的詳細(xì)機(jī)理還相差甚遠(yuǎn)。
　　本研究采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)對(duì)甜菜夜蛾幼蟲(chóng)4齡和5齡的EcR和USP基因，以及EcR的兩個(gè)亞型EcR-A和EcR-B進(jìn)行了表達(dá)模式的研究，其次采用RNAi技術(shù)對(duì)EcR和US

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

5、RB基因mRNA的表達(dá)出現(xiàn)了第二個(gè)表達(dá)峰，而EcR-B則是在化蛹頭殼脫落時(shí)產(chǎn)生了第二個(gè)表達(dá)峰。甜菜夜蛾幼蟲(chóng)經(jīng)過(guò)RNAi產(chǎn)生了嚴(yán)重的不正常生長(zhǎng)發(fā)育以及表型缺陷的現(xiàn)象，難以完成幼蟲(chóng)-幼蟲(chóng)的蛻皮過(guò)程，幼蟲(chóng)-蛹的變態(tài)過(guò)程。甜菜夜蛾幼蟲(chóng)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(dá)水平都下調(diào)。
　　本研究分析了甜菜夜蛾幼蟲(chóng)不同齡期EcR和USP基因的表達(dá)模式:EcR和USP基因的表達(dá)規(guī)律基本同步，即E

6、cR和USP基因在各齡期的后期表達(dá)量高，并且在各齡期USP先于EcR產(chǎn)生表達(dá)峰，可能是由于USP先于EcR發(fā)揮生物學(xué)功能。但是二者還存在一定的表達(dá)差異，具體表現(xiàn)在USP基因4齡期表達(dá)量較高，EcR基因在5齡期表達(dá)量較高，這種不同步的表達(dá)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(chóng)-幼蟲(chóng)的蛻皮過(guò)程中具有相同表達(dá)規(guī)律，但是在甜菜夜蛾5齡末期幼蟲(chóng)-蛹的變態(tài)時(shí)期則產(chǎn)生了差異性表