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小菜蛾取食诱导的菜心mRNA表达谱及差异表达基因克隆

黄家保  
【摘要】: 植物遭受昆虫取食后会产生一系列生理反应。在长期的协同进化过程当中,植物逐渐形成了各种应对害虫取食的自我防御机制。这包括组成型防御机制和诱导型防御机制两大类。其中诱导型型防御是植物防御侵害的主要机制,其研究正日益受到人们的重视,但蔬菜受到害虫取食为害后的诱导型防御的分子反应机制报道尚少。 本研究利用新一代测序技术平台Illumina Solexa Genome Analyser分析菜心(Brassica parachinese)被小菜蛾(Plutella xylostella)取食胁迫后mRNA表达谱的变化情况。分别在小菜蛾取食0.5 h、4 h、8 h、12 h四个时间点上采集对照组和处理组的叶片样品,提取总RNA,最后分别将各组4个时间点的总RNA等量混合。通过Solexa测序,两个RNA样本分别得到7 373 393和6 400 927个clean tag,其中有208 023和174 926的distinct tag。经过生物信息学分析得到7 773个差异表达tag,能在参考基因数据库中唯一比对到一个基因的有125个,其中40个上调表达,85个下调表达。这些基因编码MYB类转录因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、锌指蛋白、普遍胁迫蛋白、铜锌超氧化物歧化酶前体、热激蛋白、叶绿素a/b结合蛋白、光系统II蛋白、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、果胶甲酯酶、质膜水孔蛋白、磺基转移酶、组蛋白H3等,另有17个基因功能未知,12个没有有意义的比对结果。已有的研究表明,其中许多基因在植物受其它逆境胁迫时也被诱导表达。基因本体及代谢途径分析发现这些基因参与植物抗逆过程中的的光合作用、能量代谢、信号转导、基因表达调控、胁迫反应、碳和脂肪酸代谢、蛋白质代谢、生长发育、细胞结构组分、质膜与物质运输等。通过RACE技术克隆出两个核酸片段,BLAST nr比对分析推测它们分别为金属硫蛋白和光合系统II多肽蛋白的片段。 本研究从mRNA水平上分析菜心被小菜蛾取食诱导的基因表达变化情况,明确了125个基因受小菜蛾取食诱导的差异表达模式并通过RACE技术获得了两个差异表达的基因片段,为研究蔬菜中的抗虫基因资源提供了候选基因集合,为阐明蔬菜抗虫的分子机制打下了基础。


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