收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于触角转录组的飞蝗P450基因鉴定及CYP6FD5和CYP6MU1功能研究

刘永梅  
【摘要】:昆虫的嗅觉感受主要通过覆盖于触角表面的大量嗅觉感器来完成。气味分子通过感器表面的孔进入感觉淋巴液,在感器内与气味结合蛋白和气味受体相互作用后,将信号传递到中枢神经系统,使昆虫做出相应的行为反应。气味分子与受体相互作用后,须在短时间内变为失活状态,使信号终止,恢复感器的敏感性,才能保障受体神经对随后的气味刺激做出及时和准确的反应。目前认为,气味分子的失活主要由气味降解酶来完成。细胞色素P450(Cytochrome P450s,简称为CYPs或P450s)是一类重要的气味降解酶,在昆虫的嗅觉行为中发挥重要作用。飞蝗作为世界上重要的农业害虫,对农作物尤其对小麦,玉米及高粱等禾本科作物为害极大,给农业生产造成严重的经济损失。在复杂的自然环境中,飞蝗能够不断地接受外界信息,气味降解酶发挥着不可或缺的作用。本文通过转录组、RT-qPCR等方法系统地研究了飞蝗触角P450的特性,并采用RNA干扰方法结合触角电位和行为测定,研究了触角P450在飞蝗嗅觉行为中的生理功能。研究结果如下:一、飞蝗触角转录组的构建及分析本文构建了飞蝗触角转录组数据库,共获得11.07 Gb碱基序列,15,3792个转录本。经组装后获得75,444个unigenes,平均长度为947 bp。将unigenes在Nr、Nt、GO、COG和KEGG等数据库中进行功能注释,总注释量达41.12%。飞蝗触角转录组数据库的构建及分析,为后续P450基因的克隆、特性分析及功能研究提供了重要信息。二、飞蝗触角P450基因的搜索及筛选从飞蝗触角转录组数据库中共搜索到92个P450基因,经序列拼接后,共得到68个P450全长基因和24个基因片段。对68个全长P450基因进行了系统发育分析,结果表明,大部分P450聚于CYP3簇和CYP4簇,推测这些P450可能参与外源物质的代谢。通过RT-PCR对68个全长P450基因在不同组织部位的分布进行研究,初步筛选出46个在触角组织中有表达的基因。进一步通过RT-qPCR对上述基因在更多组织部位的表达进行了测定,共得到4个在触角特异表达的基因,分别为:CYP4C99、CYP6FD5、CYP6NY1和CYP3327A1,8个在触角高表达的基因,分别为:CYP6MU1、CYP305M1、CYP3117C1、CYP3117D1、CYP3117E1、CYP3117F2、CYP3114A1和CYP3372A1,初步推测这些P450基因可能参与气味物质的降解,在飞蝗的嗅觉行为中发挥功能。三、飞蝗CYP6FD5和CYP6MU1基因的分子特性分析本章选取CYP6FD5和CYP6MU1基因进行分子特性研究。通过RT-PCR方法对这两个基因的全长序列进行了验证,并把基因序列提交至Genebank,获得登录号:KY852428和KY852414。生物信息学分析显示两个氨基酸序列均具有P450共有的5个保守序列。聚类分析显示,这两个P450与黑腹果蝇P450的CYP6a家族亲缘关系最近。不同组织部位的表达谱显示,这两个基因均在触角高表达,其中CYP6FD5在触角特异表达,CYP6MU1在触角表达量最高,其次为下颚须和跗足。在飞蝗不同发育阶段的表达谱显示,这两个基因在整个发育阶段都有表达。上述结果为后续功能的研究提供了基础条件。四、飞蝗CYP6FD5和CYP6MU1在触角中的功能研究将两个基因的dsRNA注射入飞蝗触角窝内24 h和48 h后,这两个基因均能被有效地沉默。通过RNA干扰结合触角电位和行为反应,测定了4龄飞蝗对禾本科植物挥发物和蝗虫挥发物的电生理及行为反应。结果显示,沉默CYP6FD5基因后,飞蝗雌虫对顺-3-乙酸己烯酯、反式-2-己烯醛和癸醛的触角电位降低,雄虫对顺-3-乙酸己烯酯、反式-2-己烯醛、癸醛、4-乙烯基苯乙醚、苯乙腈和苯甲醛的触角电位降低。沉默CYP6MU1基因后,飞蝗雌虫对壬醛、愈创木酚和4-乙烯基苯乙醚的触角电位降低,雄虫对反式-2-己烯醛、苯甲醛、4-乙烯基苯乙醚和癸醛的触角电位降低。沉默这两个基因后,飞蝗对小麦苗的行为反应无显著变化。结果表明,CYP6FD5和CYP6MU1在飞蝗触角的嗅觉行为中发挥功能。综上所述,本文通过构建飞蝗触角转录组数据库及RT-qPCR方法在飞蝗触角中筛选出4个特异性和8个高表达的P450基因。通过RNA干扰结合触角电位和行为反应,研究了触角特异表达的CYP6FD5基因和触角高表达的CYP6MU1基因在飞蝗嗅觉行为中的功能。研究结果为进一步深入研究触角P450在飞蝗嗅觉行为中的功能及降解机理奠定了基础,为基于行为反应的蝗虫绿色防控技术提供了理论依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 夏萍;;断线的风筝[J];中学语文;2019年20期
2 ;独一无二的触角[J];金色少年;2014年03期
3 林琳;中国果品流通协会的触角在延伸[J];中国果菜;2002年05期
4 赵志峰;;延伸触角至每个方向[J];五台山;2011年Z1期
5 ;长着触角的烦恼[J];第二课堂;2005年Z1期
6 蒋松涛;;触角鱼[J];素质教育博览;2007年Z3期
7 ;明星的网络心事[J];男生女生(银版);2002年05期
8 葱子;;触角[J];设计;2012年03期
9 莫建初;触角异常的缘蝽[J];昆虫知识;1994年02期
10 肖南;;触角[J];中学生优秀作文(初中版);2010年04期
11 袁春晓;;昆虫触角专卖店[J];小哥白尼(野生动物);2017年12期
12 黄新培;;触角电位(EAG)引导方法的探讨[J];北京农业大学学报;1986年01期
13 唐五一;想象要有“触角”[J];今日小学生;2005年06期
14 崔洪文;;介绍5种国外推行的果园灌溉新技术[J];烟台果树;2011年01期
15 刘兴国;管泽民;耿建华;;细胞色素P450基因多态性与重度牙周炎的关系[J];现代预防医学;2007年11期
16 杨柳青;“市场触角”赢市场[J];中小企业科技;2001年01期
17 刘利;郅军锐;岳文波;谢文;张涛;;西花蓟马P450基因在继代适应菜豆植株中的应答反应[J];环境昆虫学报;2020年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 董震;汪中明;张洪清;张涛;伍祎;江亚杰;章妹;林丽莎;曹阳;;赤拟谷盗对4种小麦挥发物的触角电位及行为反应[A];植保科技创新与农业精准扶贫——中国植物保护学会2016年学术年会论文集[C];2016年
2 高希武;于彩虹;;棉铃虫P450底物结合光谱与植物次生物质诱导研究[A];昆虫学创新与发展——中国昆虫学会2002年学术年会论文集[C];2002年
3 蒋红波;安峰明;徐永强;唐培安;王进军;;嗜卷书虱细胞色素P450第四家族基因的克隆和序列分析[A];植物保护科技创新与发展——中国植物保护学会2008年学术年会论文集[C];2008年
4 吴少英;王燚;高希武;;玉米、棉花和小麦损伤挥发物对棉铃虫细胞色素P450的诱导作用[A];首届“全国青年昆虫学科技工作者创新论坛”论文摘要集[C];2012年
5 李婷;刘燕;石俊霞;魏丹丹;豆威;王进军;;基于转录组数据的嗜虫书虱5个P450基因的克隆与表达[A];病虫害绿色防控与农产品质量安全——中国植物保护学会2015年学术年会论文集[C];2015年
6 肖调义;刘巧林;郭小泽;章怀云;崔树良;许宝红;钟蕾;;三角帆蚌细胞色素P450基因的克隆与表达分析[A];中南地区第八届生理学学术大会论文摘要汇编[C];2012年
7 徐洁森;魏建和;陶韵文;孙晶;隋春;;植物P450在三萜皂苷生物合成中的功能研究进展[A];海峡两岸暨CSNR全国第十届中药及天然药物资源学术研讨会论文集[C];2012年
8 薛翔;宫丽崑;戚新明;武元峰;邢国振;栾洋;任进;;肝脏细胞色素P450酶对雷公藤甲素所致毒性的影响[A];中国毒理学会第五次全国学术大会论文集[C];2009年
9 薛翔;武元峰;宫丽崑;栾洋;肖瑛;戚新明;李妍;邢国振;顾军;任进;;肝脏细胞色素P450酶对雷公藤甲素所致毒性的影响[A];2009年中国药学大会暨第九届中国药师周论文集[C];2009年
10 薛翔;武元峰;宫丽崑;栾洋;肖瑛;戚新明;李妍;邢国振;顾军;任进;;肝脏细胞色素P450酶对雷公藤甲素所致毒性的影响[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
11 肖调义;刘巧林;郭小泽;章怀云;崔树良;;三角帆蚌细胞色素P450基因的克隆与表达分析[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
12 李梅;王磊;;细胞色素P450与链霉菌次生代谢产物的生物合成[A];科技创新与绿色植保——中国植物保护学会2006学术年会论文集[C];2006年
13 王琦;马惠;董合忠;;棉蚜响应盐胁迫棉株次级代谢的P450相关基因的研究[A];中国棉花学会2014年年会论文汇编[C];2014年
14 冯纪年;田宏刚;郭付振;邓雪华;;昆虫细胞色素P450研究进展[A];当代昆虫学研究——中国昆虫学会成立60周年纪念大会暨学术讨论会论文集[C];2004年
15 徐永强;蒋红波;安峰明;唐培安;王进军;;赤拟谷盗细胞色素P450基因的克隆及序列分析[A];植物保护科技创新与发展——中国植物保护学会2008年学术年会论文集[C];2008年
16 张晶晶;丁肖良;张华;马晟;缪丽燕;;P450氧化还原酶*28基因多态性对中国健康男性受试者他克莫司药动学的影响[A];第十三次全国临床药理学学术大会论文汇编[C];2012年
17 王靖方;魏冬青;;药物代谢酶P450的计算生物学研究[A];中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第十二届学术年会论文集[C];2008年
18 王迪华;李建勋;王进军;马革农;;甜菜夜蛾对葱挥发性化合物的触角电位反应[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
19 郑清川;庄灿波;李晓溪;;理论研究细胞色素P450对花生四烯酸的环氧化和羟基化[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十九分会:化学中的量子与经典动力学[C];2016年
20 曹易懿;马雷雷;奚晶;栾洋;;肝脏P450酶代谢对苯并芘遗传毒性的影响[A];中国毒理学会第七次全国毒理学大会暨第八届湖北科技论坛论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 黄勇;桔小实蝇细胞色素P450酶系及其在马拉硫磷抗性中的作用[D];西南大学;2016年
2 代鲁鲁;华山松大小蠹和共生真菌P450基因差异性表达与解毒功能研究[D];西北农林科技大学;2016年
3 何超;细胞色素P450介导B、Q烟粉虱药剂敏感性差异的分子机制[D];中国农业科学院;2020年
4 丁天波;柑橘全爪螨细胞色素P450及其相关基因的鉴定和表达模式研究[D];西南大学;2014年
5 王东;家蚕细胞色素P450和羧酸酯酶家族基因的鉴定与功能研究[D];苏州大学;2009年
6 张韶瑜;痹祺胶囊组方配伍对细胞色素P450同工酶活性的影响[D];天津大学;2009年
7 刘鹏;蓖麻细胞色素P450基因RNAi植物表达载体构建及遗传转化的研究[D];沈阳农业大学;2012年
8 贾暖;联苯双酯调控细胞色素P450同工酶保肝机制的研究[D];第二军医大学;2007年
9 赵春青;棉铃虫细胞色素P450酶系相关基因克隆、异源共表达及不同化合物对GABA受体结合作用影响研究[D];中国农业大学;2014年
10 杨世疆;细胞色素P450表氧化酶2J2基因过表达对大鼠肺缺血再灌注损伤的保护作用及其机制[D];华中科技大学;2013年
11 刘娇;飞蝗细胞色素P450的杀虫剂代谢解毒特性及其表达调控研究[D];山西大学;2020年
12 张志杰;阿托伐他汀对自发性高血压大鼠细胞色素P450表氧化酶2C11和羟化酶4A1基因表达及血压的影响[D];浙江大学;2006年
13 卫正国;家蚕细胞色素P450基因及其定量方法的研究[D];苏州大学;2009年
14 马彩霞;棉铃虫细胞色素P450基因的克隆与表达[D];西北农林科技大学;2005年
15 陈文树;细胞色素P450表氧化酶2J2基因过表达通过抗炎、抗氧化应激、抗凋亡减轻肺缺血再灌注损伤[D];华中科技大学;2014年
16 李爽;乙型肝炎病毒对细胞色素P450同工酶3A4表达的影响[D];第二军医大学;2006年
17 彭文兴;大豆苷元(7,4'-二羟基异黄酮)代谢机制及对细胞色素P450的影响[D];中南大学;2003年
18 刘端;细胞色素P450基因单核苷酸多态性对药物安全性影响评价体系的建立和应用[D];西北大学;2010年
19 陈彩芳;四种细胞色素P450酶在半滑舌鳎繁殖生理机能中的作用研究[D];中国海洋大学;2010年
20 郑明奇;棉铃虫细胞色素P450的诱导、纯化及其性质研究[D];中国农业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘永梅;基于触角转录组的飞蝗P450基因鉴定及CYP6FD5和CYP6MU1功能研究[D];山西大学;2020年
2 李婷;基于转录组数据的嗜虫书虱P450基因的克隆与表达研究[D];西南大学;2016年
3 郑林;抗性与敏感烟粉虱P450基因克隆及序列分析[D];福建农林大学;2009年
4 刘永华;柑橘全爪螨抗药性监测及其细胞色素P450基因的克隆[D];西南大学;2010年
5 朱珍珍;溶剂和依法韦仑对P450作用于标准底物的代谢活性的影响[D];上海交通大学;2018年
6 杨巽;棉酚诱导棉蚜P450表达差异的研究[D];吉林大学;2014年
7 车燕飞;中华按蚊(Anopheles sinensis)P450超家族基因的鉴定和分析[D];重庆师范大学;2014年
8 宋灏;雌激素受体α与芳香化酶P450在大肠腺癌组织中的表达[D];南华大学;2010年
9 王雄;赤拟谷盗抗磷化氢品系细胞色素P450研究[D];河南工业大学;2010年
10 关桦楠;青杨脊虎天牛细胞色素P450基因的克隆与表达及氰戊菊酯对其的诱导作用[D];东北林业大学;2008年
11 郭小泽;三角帆蚌细胞色素P450基因的克隆与表达[D];湖南农业大学;2009年
12 李美;黄曲条跳甲P450基因介导抗哒螨灵机制的研究[D];仲恺农业工程学院;2015年
13 王海东;花绒寄甲P450基因的分子克隆与表达[D];西北农林科技大学;2013年
14 王燕红;野桑蚕细胞色素P450基因的克隆、组织表达及其功能研究[D];苏州大学;2009年
15 徐永强;赤拟谷盗细胞色素P450基因的克隆、序列分析及表达研究[D];西南大学;2009年
16 陆瑶;白藜芦醇对人体P450酶活性影响及与降压药物相互作用的研究[D];中南大学;2014年
17 张婷婷;单宁对高原鼠兔肝脏细胞色素P450酶含量及其mRNA表达的影响[D];扬州大学;2012年
18 舒耀皋;几种农药对鲫鱼肝脏微粒体P450酶系的影响[D];新疆农业大学;2008年
19 刘少丹;芳香化酶与细胞色素P450还原酶的相互作用及小分子抑制剂的虚拟筛选[D];天津科技大学;2016年
20 陆铖;黄芪生脉饮对大鼠三种细胞色素P450亚酶的影响[D];宁夏医科大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 陈红云 通讯员 贺贝 肖小花;市科协延伸主题教育“触角”[N];邵阳日报;2019年
2 李昕茹;海葵进食越多 长的触角越多[N];中国科学报;2020年
3 记者 黄韵;“扫黑除恶”触角延伸至角落[N];衢州日报;2018年
4 见习记者 程晓娟;大走访 大调研 延伸触角促服务[N];酒泉日报;2018年
5 牛俊峰整理;日将“防卫”触角伸向东南亚[N];中国国防报;2000年
6 本报记者  卢晓平;中宏保险触角延伸到深圳[N];上海证券报;2006年
7 记者 李建平;纠风“触角”深入基层[N];新华每日电讯;2010年
8 记者 彭晓和;安全生产监管触角遍布乡镇街道[N];抚顺日报;2009年
9 未央;大安全触角需延伸[N];中国航天报;2014年
10 管宏伟 白雪冰;触角伸向基层[N];黑龙江日报;2009年
11 王守华;伸长管理“触角”[N];中国矿业报;2013年
12 韩华;保持“触角”的敏锐性[N];解放军报;2007年
13 袁愈和;延伸食品药品监管触角[N];四川政协报;2011年
14 记者 姚嘉;触角下沉延伸到乡村[N];中国纪检监察报;2018年
15 中国中铁一局集团有限公司 李兴中;找准精细化管理的“触角”[N];中国建设报;2013年
16 山西省泽州县县委书记 崔守安;大胆探索 延伸触角[N];检察日报;2012年
17 特派记者 王再雄;本集团“触角”伸及武汉[N];黄石日报;2009年
18 魏玮;触角的收缩[N];中国证券报;2007年
19 ;履职触角延至最基层 协商平台建到家门口[N];人民政协报;2019年
20 赵红蕾 李鹏坤;福山分局延伸队伍管理触角[N];人民公安报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978