【摘 要】
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飞行肌降解是昆虫发育过程中的常见现象,在“具备飞行能力”的昆虫种类中广泛存在。飞行肌降解是昆虫对外界环境的一种生存适应,可有效保存利用体内有限的物质与能量,长期以来,这种发育现象始终是国内外学者的热点研究问题,探究飞行肌降解的分子机理是诠释昆虫生长发育的理论基础。目前,关于该现象在稻水象甲、麦长管蚜等鞘翅目、半翅目昆虫中已有少量研究,但在直翅目中尚无定论,尤其是蟋蟀科昆虫中相关分子机理研究较少。家
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飞行肌降解是昆虫发育过程中的常见现象,在“具备飞行能力”的昆虫种类中广泛存在。飞行肌降解是昆虫对外界环境的一种生存适应,可有效保存利用体内有限的物质与能量,长期以来,这种发育现象始终是国内外学者的热点研究问题,探究飞行肌降解的分子机理是诠释昆虫生长发育的理论基础。目前,关于该现象在稻水象甲、麦长管蚜等鞘翅目、半翅目昆虫中已有少量研究,但在直翅目中尚无定论,尤其是蟋蟀科昆虫中相关分子机理研究较少。家蟋蟀(Acheta domesticus),是直翅目蟋蟀科中的常见类群,分布广、易饲养,是飞行肌降解研究中的理想试验昆虫。本文通过转录组学、蛋白组学、生信分析和RNAi等技术手段,对家蟋蟀飞行肌降解的分子调控机理进行了初步研究,结论如下:1.家蟋蟀飞行肌降解具有规律性。家蟋蟀羽化成虫初期,雌、雄虫体的飞行肌基本发育完全,均为充盈饱满的形态,羽化成虫后部分家蟋蟀个体开始出现飞行肌降解现象。在本研究的试验条件下,家蟋蟀羽化成虫后第9~11天,群体内大部分家蟋蟀个体飞行肌降解,且雌、雄家蟋蟀的飞行肌降解规律基本一致,无明显差异。2.脂肪酸结合蛋白基因(Fatty acid binding protein,FABP)参与调控家蟋蟀的飞行肌降解。(1)以家蟋蟀飞行肌降解前、后2个时期的转录组数据获得的1685个DEGs,以及蛋白组数据获得的1666个DEPs为数据集,对转录组和蛋白组测序结果进行综合分析,选择与飞行肌降解相关的3个差异表达基因作为候选基因,分别为:Adom Fatty acid binding protein、Adom Troponin T、Adom Actin。(2)RNA干扰候选基因(Adom FABP、Adom Troponin T、Adom Actin),统计不同注射组中家蟋蟀飞行肌的降解情况,发现ds RNA注射后第6天时,ds Adom FABP处理组,与野生型对照组和ds GFP处理组相比,飞行肌降解显著。说明Adom FABP基因参与调控家蟋蟀飞行肌降解现象。蛋白组测序结果显示Adom FABP蛋白在家蟋蟀飞行肌中有表达,且在飞行肌降解后的表达量低于飞行肌降解前,蛋白组测序结果进一步证明了Adom FABP参与调控家蟋蟀飞行肌降解现象。综上,本文以具有“飞行肌降解”现象的家蟋蟀作为试验对象,借助转录组学、蛋白组学、生信分析和RNAi等分子试验手段,发现Adom FABP基因参与家蟋蟀飞行肌降解的分子调控,为揭示直翅目昆虫飞行肌降解的分子机理提供理论参考。
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