在飛蝗兩型轉(zhuǎn)變中takeout蛋白功能的研究.pdf

1、飛蝗是一種分布廣泛的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，遍布?xì)W、亞、非、澳四大洲。在我國(guó)也廣泛分布。飛蝗具有兩型現(xiàn)象，分為散居型和群居型，且兩型在不同環(huán)境條件下可以相互轉(zhuǎn)變，散居型向群居型轉(zhuǎn)變并且集聚遷飛是蝗災(zāi)爆發(fā)的主要原因。
　　takeout家族是昆蟲(chóng)在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的一個(gè)特有的、大的蛋白家族，takeout包括大約250個(gè)氨基酸，是一類(lèi)分泌蛋白，主要分布于涉及化學(xué)感受和營(yíng)養(yǎng)的組織，例如果蠅的觸角、下唇須、脂肪體及前胃等。其主要功能是參與節(jié)律調(diào)控，

2、調(diào)節(jié)昆蟲(chóng)攝食與運(yùn)動(dòng)，參與味覺(jué)和嗅覺(jué)系統(tǒng)的化學(xué)感受，參與性別分化，有助于雄性果蠅求偶等。許多學(xué)者認(rèn)為takeout蛋白具有配體結(jié)合特征，它會(huì)與不同的疏水配體結(jié)合從而執(zhí)行不同的生理功能，但是沒(méi)有直接證據(jù)。
　　最近有資料表明在群居型飛蝗散居化和散居型飛蝗群居化過(guò)程中共有453條共同差異表達(dá)的基因，包括多個(gè)takeout基因，其中一個(gè)takeout基因——LimgTO1被認(rèn)為通過(guò)接收其它個(gè)體的化學(xué)信號(hào)，從而產(chǎn)生應(yīng)答參與型變過(guò)程，但對(duì)于其

3、他takeout基因與飛蝗型變的關(guān)系尚不清楚。
　　本研究選取其中一個(gè)takeout基因——LimgTO2，以四齡第三天的蝗蝻作為研究對(duì)象。首先對(duì)其進(jìn)行信號(hào)肽預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)其具有信號(hào)肽序列；進(jìn)行進(jìn)化分析，發(fā)現(xiàn)LimgTO2屬于takeout家族；進(jìn)行序列比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)在N端具有兩個(gè)保守的Cys殘基，推測(cè)其可能具有配體結(jié)合特征。第二，通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR技術(shù)和Western blot方法檢測(cè)LimgTO2在兩型飛蝗的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)散居型

4、飛蝗后腿、翅膀、觸角的表達(dá)量明顯高于群居型，尤其是后腿的差異量最大，而 LimgTO2在兩型飛蝗的其他組織中均沒(méi)有表達(dá)。第三，同樣用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)和Western blot方法檢測(cè)檢測(cè)兩型轉(zhuǎn)化過(guò)程中的LimgTO2的表達(dá)變化，結(jié)果顯示LimgTO2在散居型飛蝗群居化過(guò)程中表達(dá)量下降；在群居型飛蝗散居化過(guò)程中表達(dá)量上升，表明后腿中LimgTO2可能參與兩型轉(zhuǎn)變。最后，用實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法、Western blot方法和免疫組織

5、化學(xué)方法共同檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)LimgTO2位于散居飛蝗的后腿腿節(jié)的表皮，推測(cè)LimgTO2蛋白可能作為載體蛋白參與后腿表皮感受器感受外界信號(hào)，從而進(jìn)一步影響型變。
　　國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)蝗災(zāi)及飛蝗兩型轉(zhuǎn)變的機(jī)制進(jìn)行了大量研究，但很少深入到分子生物學(xué)層面，本實(shí)驗(yàn)從分子生物學(xué)角度對(duì)飛蝗兩型轉(zhuǎn)變的機(jī)制進(jìn)行研究。目前治理蝗災(zāi)的方法主要集中于大規(guī)模使用化學(xué)藥物，但這些藥物會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，生態(tài)破壞等問(wèn)題，而本實(shí)驗(yàn)為人類(lèi)從生物學(xué)角度控制蝗災(zāi)奠定了基礎(chǔ)。