【摘 要】
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[目的]小菜蛾(Plutella xylostella L.)是世界性的对十字花科蔬菜具有毁灭性危害的重要害虫,给全球带来了严重的经济损失.生殖能力是其成为全球分布最广泛的鳞翅目害虫的重要因素之一.作为昆虫生殖的特殊专一化组织,卵巢在确保卵子产生以及成功繁殖的过程中起着至关重要的作用.昆虫成熟卵子的产生需要经历一个复杂的卵子发生过程,包括表观遗传过程,细胞生殖行为,细胞周期调节,发育模式机制等.因
【机 构】
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福建农林大学闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室,福州,350002;福建农林大学应用生态研究所,福州,350002;闽台特色作物病虫生态防控协同创新中心,福州,350002;农业部闽台作物有害生物
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[目的]小菜蛾(Plutella xylostella L.)是世界性的对十字花科蔬菜具有毁灭性危害的重要害虫,给全球带来了严重的经济损失.生殖能力是其成为全球分布最广泛的鳞翅目害虫的重要因素之一.作为昆虫生殖的特殊专一化组织,卵巢在确保卵子产生以及成功繁殖的过程中起着至关重要的作用.昆虫成熟卵子的产生需要经历一个复杂的卵子发生过程,包括表观遗传过程,细胞生殖行为,细胞周期调节,发育模式机制等.因此,鉴定小菜蛾卵巢发育与卵子发生相关基因对于阐明小菜蛾生殖发育的分子机制具有重要意义.[方法]本研究采用Illumina Hiseq平台对小菜蛾卵巢发育的各个时期进行转录组测序.[结果]结果显示,3个测序重复分别获得56,754,304,48,122,060,52,668,652个clean reads,分别包含8.51,7.22,7.9 Gb的核苷酸,其中包括1861个新的转录本.表达分析显示,大约61.7％的基因在小菜蛾卵巢中表达(FPKM≥1作为筛选阈值).对转录本进行Clusters of Orthologous Groups (COG),Gene Orthology (GO),KyotoEncyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathways分类注释发现,与生殖发育相关的部分GO通路显著富集,例如多细胞生物生殖,多细胞生物生殖过程,以及配子生成,绒毛发生.在富集基因数量最多的20个KEGG通路中,包含许多与生殖调控相关的通路,如剪接体,泛素介导的蛋白水解作用,内吞作用,RNA转运,PI3K-Akt信号途径,胰岛素信号途径,以及cAMP信号途径.最后对卵子发生相关基因,包括绒毛膜蛋白、核孔复合蛋白,卵黄膜蛋白,热激蛋白,细胞周期蛋白的功能进行了分析.同时,qPCR结果显示,绒毛膜蛋白(Px011665和Px011666)与卵黄膜蛋白(Px000306和Px016343)在雌虫期特异性高表达,而细胞周期蛋白(Px015088)在卵期与雌成虫其显著高表达.[结论]本研究为解析小菜蛾雌虫生殖发育的分子机理提供了基础数据,为探讨与昆虫卵子发生过程密切相关的基因与蛋白调控网络,以及进化机制奠定了基础.在实践上有助于筛选控制小菜蛾的潜在分子靶标,为有效防治和持续控制小菜蛾种群暴发与危害提供创新思路和途径.
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