桔小实蝇瞬时受体电位通道基因的序列分析及表达谱研究

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桔小实蝇Bactrocera dorsalis是一种世界性的重要农业害虫,具有繁殖能力强,发育周期短、世代交替严重的特点,给花卉、果蔬业带来了重大的经济损失。化学防治是当前防治桔小实蝇的主要手段,但存在害虫抗药性以及环境污染的问题。为此,寻找潜在的杀虫剂靶标显得尤为重要。昆虫感受器对它们的生存、求偶、定位、躲避伤害等行为有重要作用。瞬时受体电位通道(Transient receptor potential channels,TRPs)基因家族成员是昆虫感受外界环境变化的关键蛋白,在调控昆虫生理功能中发挥着重要的作用,最新研究表明TRPs基因家族是潜在的杀虫剂靶标位点。目前TRPs基因家族在昆虫的研究大部分集中在模式生物黑腹果蝇Drosophila melanogaster,对农业害虫的研究很少。本研究对桔小实蝇的TRPs基因家族进行了序列分析和表达谱研究,利用比较基因组学的方法对不同昆虫的TRPs基因家族进行了比较。研究结果探清了桔小实蝇TRPs基因序列的特征和时空表达情况,这为今后研究该基因家族的功能奠定了基础,并为以TRPs基因为靶标,设计新型药剂防治桔小实蝇提供了理论依据。主要研究结果如下:1.从桔小实蝇的基因组中鉴定出了15个TRPs基因。通过系统发育分析,发现桔小实蝇的15个TRPs基因属于7个亚家族,分别包括3个TRPC、4个TRPA、1个TRPN、2个TRPV、1个TRPM、3个TRPP和1个TRPML成员。通过对桔小实蝇的TRPs基因与黑腹果蝇、刺舌蝇Glossinamo rsitans、家蝇Musca domestica、地中海实蝇Ceratitis capitata、蚊子、膜翅目、鳞翅目、鞘翅目和半翅目的代表性昆虫的TRPs基因进行同源比较分析,发现昆虫TRPA和TRPP亚家族成员多样性最高。大部分昆虫只有一个或没有TRP-Polycystin 2家族成员,但桔小实蝇基因组中有两个该亚家族成员,即Bdor Pkd2-1和Bdor Pkd2-2。利用特异性引物经RT-PCR扩增检验发现Bdor TRPL和Bdor Pyx均存在两种可变剪切体。2.揭示了TRPs基因在桔小实蝇不同发育阶段和不同组织中的表达情况利用q RT-PCR技术分析了桔小实蝇的TRPs基因在不同发育阶段(卵、幼虫、蛹、成虫)的表达情况。结果表明所有TRPs基因主要在桔小实蝇成虫期表达,尤其是在性成熟期高表达,只有Bdor TRPM在卵期表达量最高,推测Bdor TRPM可能在胚胎早期发育中起着重要的作用。另外,检测了桔小实蝇性成熟成虫不同组织(包括触角、复眼、口器、足、翅、马氏管、脑、肠道、脂肪体、卵巢以及精巢)TRPs基因的表达水平,结果表明TRPs基因广泛分布于各组织中,推测它们可能参与桔小实蝇的稳态调节和感觉调控。
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