在飛蝗兩型轉變中takeout蛋白功能的研究.pdf

1、飛蝗是一種分布廣泛的農業(yè)害蟲，遍布歐、亞、非、澳四大洲。在我國也廣泛分布。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變，散居型向群居型轉變并且集聚遷飛是蝗災爆發(fā)的主要原因。
　　takeout家族是昆蟲在長期進化過程中形成的一個特有的、大的蛋白家族，takeout包括大約250個氨基酸，是一類分泌蛋白，主要分布于涉及化學感受和營養(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)律調控，

2、調節(jié)昆蟲攝食與運動，參與味覺和嗅覺系統(tǒng)的化學感受，參與性別分化，有助于雄性果蠅求偶等。許多學者認為takeout蛋白具有配體結合特征，它會與不同的疏水配體結合從而執(zhí)行不同的生理功能，但是沒有直接證據(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程中共有453條共同差異表達的基因，包括多個takeout基因，其中一個takeout基因——LimgTO1被認為通過接收其它個體的化學信號，從而產生應答參與型變過程，但對于其

3、他takeout基因與飛蝗型變的關系尚不清楚。
　　本研究選取其中一個takeout基因——LimgTO2，以四齡第三天的蝗蝻作為研究對象。首先對其進行信號肽預測，發(fā)現(xiàn)其具有信號肽序列；進行進化分析，發(fā)現(xiàn)LimgTO2屬于takeout家族；進行序列比對分析，發(fā)現(xiàn)在N端具有兩個保守的Cys殘基，推測其可能具有配體結合特征。第二，通過實時熒光定量 PCR技術和Western blot方法檢測LimgTO2在兩型飛蝗的表達，發(fā)現(xiàn)散居型

4、飛蝗后腿、翅膀、觸角的表達量明顯高于群居型，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有表達。第三，同樣用實時熒光定量PCR技術和Western blot方法檢測檢測兩型轉化過程中的LimgTO2的表達變化，結果顯示LimgTO2在散居型飛蝗群居化過程中表達量下降；在群居型飛蝗散居化過程中表達量上升，表明后腿中LimgTO2可能參與兩型轉變。最后，用實時熒光定量PCR方法、Western blot方法和免疫組織

5、化學方法共同檢測，發(fā)現(xiàn)LimgTO2位于散居飛蝗的后腿腿節(jié)的表皮，推測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，從而進一步影響型變。
　　國內外許多學者對蝗災及飛蝗兩型轉變的機制進行了大量研究，但很少深入到分子生物學層面，本實驗從分子生物學角度對飛蝗兩型轉變的機制進行研究。目前治理蝗災的方法主要集中于大規(guī)模使用化學藥物，但這些藥物會導致環(huán)境污染，生態(tài)破壞等問題，而本實驗為人類從生物學角度控制蝗災奠定了基礎。