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桔小实蝇Bactrocera dorsails(Hendel)是一种可以危害250多种水果和蔬菜的害虫,具有繁殖快、寄主广泛、危害严重等特点,给我国尤其是华南地区的农业生产带来了严重的损失。桔小实蝇蛹白化突变体是在实验室野生型桔小实蝇饲养过程中偶然发现的,其蛹色为白色,白化性状稳定,未发生分离变化或者回复突变,成为桔小实蝇一种稳定的蛹白化突变品系。本文对白化突变品系的生物学指标进行了比较研究,揭示了白化突变性状的遗传规律。另外,本文还对实验室饲养的五种不同品系的蛹进行了转录组测序,研究了黑色素合成相关基因在两种品系化蛹阶段的差异表达以及酪氨酸羟化酶对桔小实蝇化蛹的作用,为进一步研究桔小实蝇白化突变机理的研究提供依据。主要结果如下:1阐明了桔小实蝇白化突变品系的遗传结构对获得桔小实蝇白化蛹隔离继代饲养,至今已经饲养超过20代以上,种群数量也由最初(F0)四头(2雄+2雌)发展到现在(F20)的一定规模。通过对野生品系和正常品系连续20代的群体自交统计,其子代并没有出现性状分离现象。说明突变品系的体色控制基因很可能是纯合的。单对杂交实验结果证明了白化突变品系的遗传规律遵循孟德尔遗传规律,由常染色体的单基因控制,白化性状相对于野生性状表现出隐性。另外,通过杂交实验也验证了野生品系和突变品系之间可以相互交配并能产生可育后代,说明两种品系仍属于一个种。2测定和比较了两种桔小实蝇品系的生物学指标实验结果说明,冬季相同的室内条件下,野生品系与白化突变品系蛹的发育历期、孵化率、羽化率以及雌雄比没有差异;白化突变品系卵的发育历期达到了52.61h,显著的高于正常品系的48.34h。此外,白化突变品系幼虫的发育历期(140.37h)也显著的高于野生品系(137.76h);白化品系的十粒蛹重(0.1387g)显著的高于野生品系(0.1223g);两种品系的雌虫体长都要长于雄虫,突变品系雌虫头部宽度要显著性的宽于雄虫。3桔小实蝇五种品系蛹的转录组测序采用Illumin高通量测序技术,对桔小实蝇五种品系第二日蛹进行了转录组测序。五个样品转录组分别获得3.16G、2.56G、3.35G、3.35G以及3.15G raw reads,Q20达到96%,Q30达到93%以上。通过序列组装,共获得136941条转录本以及97809条Unigene,这些Unigene的平均长度为729bp。所有Unigene在七大数据库里做基因功能的注释,总共有26527条Unigene被成功注释,占Unigene总数的27.12%。其中有3173条基因在七大数据库里都有被注释到。通过GO功能分类,生物学过程中,大部分基因聚集在细胞过程上;分子功能类别中,结合上有最多的基因聚集;而细胞组成中,基因主要在细胞和细胞部分中聚集。对野生品系和白化突变品系差异表达基因进行筛选,两种品系共有400个差异基因,其中有72个基因在白化突变品系中是表达上调的,328个基因是表达下调的。进而对差异基因进行GO功能富集和KEGG代谢通路富集,发现差异基因在表皮结构组成上(structural constituent of cuticle)、结构分子活性(structural molecule activity)和金属外肽酶活性(metalloexopeptidase activity)等三个GO功能条目上显著富集。另外发现,果糖和甘露糖代谢(Fructose and mannose metabolism)、脂肪酸降解(Fatty acid degradation)以及糖酵解和糖质新生(Glycolysis/Gluconeogenesis)等代谢途径是差异基因最显著富集的途径。4黑色素合成途径相关基因的定量表达及酪氨酸羟化酶抑制剂(3-IT)饲喂在转录组中注释筛选出酪氨酸羟化酶基因(Tyrosine hydroxylase,TH)、多巴脱羧酶(Dopa decarboxylase,DDC)基因、N-β-丙酰多巴胺合成酶(NBAD synthetase,ebony)基因以及两条酚氧化酶(phenoloxidase,PO1&PO2)等五条黑色素和成途径上相关基因片段,并通过RT-PCR的方法比较了五条基因在野生品系和突变品系化蛹过程中的相对表达量,结果发现,在两种品系桔小实蝇化蛹当天,酪氨酸羟化酶基因在野生品系整虫以及表皮中的表达量分别是白化品系的4.31倍和4.49倍。用酪氨酸羟化酶抑制剂(3-IT)饲喂野生品系老熟幼虫直至化蛹,所有蛹体柔软萎缩,并且随着3-IT浓度的提高,蛹色的变浅率增高,1mg/g3-IT可以使86.7%的野生品系蛹颜色变浅。结果表明,酪氨酸羟化酶基因参与到桔小实蝇蛹壳的着色以及骨化过程中去。