發(fā)布時(shí)間：2018-05-24 08:30

  本文選題：棉鈴蟲 + 上爬行為　； 參考：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：許多寄生物通過操縱寄主行為改變來促進(jìn)自身的繁殖和傳播。鱗翅目幼蟲感染桿狀病毒以后上爬到寄主植物的頂部,最后倒掛死亡和液化,并釋放出病毒粒子。桿狀病毒的這種行為操縱被描述為"tree-top disease"或者"Wipfelkrankheit"。近些年來,桿狀病毒誘導(dǎo)的寄主上爬行為被證明受到桿狀病毒egf基因/EGT蛋白和光照的調(diào)控。然而,目前關(guān)于寄主體內(nèi)的哪些基因或者miRNAs參與調(diào)控桿狀病毒誘導(dǎo)的寄主上爬行為還不清楚。本研究主要運(yùn)用高通量測序和RNAi的方法鑒定了棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)體內(nèi)的一些信號通路以及它們在棉鈴蟲核型多角體病毒(H.armigera singlenucleopolyhedrovirus,HaSNPV)誘導(dǎo)的上爬行為中的相關(guān)作用。研究結(jié)果主要包括以下5個(gè)方面。(1)首先,驗(yàn)證了 3種不同試驗(yàn)條件(溫室棉花、溫室棉繩和實(shí)驗(yàn)室玻璃管)下HaSNPV誘導(dǎo)的棉鈴蟲上爬行為。結(jié)果表明,3種試驗(yàn)條件下染毒棉鈴蟲幼蟲均在較高的位置死亡,這也說明HaSNPV誘導(dǎo)的棉鈴蟲上爬行為是寄主自身固有的特性,和試驗(yàn)設(shè)置無關(guān)。同時(shí),染毒幼蟲的死亡高度隨著病毒濃度的增加而升高。(2)高通量測序結(jié)果表明棉鈴蟲幼蟲感染HaSNPV后72 h,脂肪體內(nèi)有5972個(gè)基因發(fā)生了差異表達(dá),它們主要屬于20個(gè)信號通路,包括蛻皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)和保幼激素(Juvenile hormone,JH)信號通路、免疫和壓力反應(yīng)信號通路、脂肪酸代謝通路等。同時(shí),HaSNPV感染顯著地抑制棉鈴蟲20E信號,而促進(jìn)JH信號通路。最后,利用qRT-PCR驗(yàn)證了隨機(jī)挑選的20個(gè)差異表達(dá)基因,這些差異基因的表達(dá)趨勢和轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果基本一致,只是差異表達(dá)的倍數(shù)有一些變化。(3)外源激素處理和RNAi試驗(yàn)證明了 20E信號通路通過影響HaSNPV復(fù)制、OB產(chǎn)物和染毒幼蟲的死亡高度負(fù)調(diào)控HaSNPV誘導(dǎo)的棉鈴蟲上爬行為,而JH信號通過拮抗20E信號的作用促進(jìn)棉鈴蟲的上爬行為。20E和JH信號通路的下游關(guān)鍵基因BrZ2被成功地干涉掉以后,HaSNPV復(fù)制和OB產(chǎn)物和對照組相比均顯著地增加,而染毒幼蟲的LT50明顯縮短,死亡高度顯著升高。(4)miRNAs微芯片測序結(jié)果表明棉鈴蟲感染HaSNPV后脂肪體內(nèi)有127個(gè)差異表達(dá)的寄主miRNAs。通過2個(gè)靶標(biāo)預(yù)測軟件預(yù)測到miR-8和miR-429可能和BrZ2的3'UTR結(jié)合而調(diào)控其表達(dá)。將Dicer1基因干涉掉或者miRNAs拮抗劑處理均能增加BrZ2的表達(dá),而miR-8或者miR-429的激動(dòng)劑處理也能下調(diào)BrZ2在轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平的表達(dá),這些結(jié)果均直接表明miR-8和miR-429靶作用于BrZ2。進(jìn)一步研究結(jié)果表明miR-8和miR-429的激動(dòng)劑均顯著地促進(jìn)了HaSNPV的復(fù)制和OB產(chǎn)物、縮短了染毒棉鈴蟲的LT50值和提高了染毒棉鈴蟲的死亡高度;而拮抗劑處理均顯著地抑制了 HaSNPV復(fù)制和OB產(chǎn)物、延長了染毒棉鈴蟲的死亡時(shí)間和降低了染毒棉鈴蟲的死亡高度。總之,這些研究結(jié)果證明了 miR-8和miR-429通過下調(diào)BrZ2的表達(dá)參與20E和JH調(diào)控HaSNPV誘導(dǎo)的棉鈴蟲上爬行為。(5)由于HaSNPV感染顯著地誘導(dǎo)棉鈴蟲HaTrx2和HaTrxR1基因的表達(dá),所以進(jìn)一步研究了它們的序列特征和基因功能。序列分析結(jié)果表明HaTrx2和HaTrxR1基因均是高度保守的,和其它昆蟲同源物有較高的序列一致性。HaTrx2的mRNA在5齡96h的表達(dá)量最高,在幼蟲的頭和表皮表達(dá)量最高。HaTrxR1基因在5齡72 h和96 h的表達(dá)量最高,在馬氏管、中腸和血細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)顯著地高于其它檢測的組織。HaTrx2和HaTrR1基因受到多種類型的逆境壓力誘導(dǎo)。HaTrx2或者HaTrxR1基因的干涉增加了染毒棉鈴蟲血細(xì)胞內(nèi)的ROS產(chǎn)物和脂質(zhì)過氧化損傷,并且導(dǎo)致棉鈴蟲對病毒感染的敏感性增加,LT50值縮短。這些結(jié)果均表明HaTrx2和HaTrxR1基因參與棉鈴蟲抵抗HaSNPV的感染,并且為深入研究昆蟲硫氧還蛋白系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:Many parasites promote their reproduction and propagation by manipulating host behavior. Lepidoptera larvae infect the baculovirus on the top of the host plant and eventually hang up death and liquefaction and release the virus particles. This behavior manipulation of the baculovirus is described as "tree-top disease" or "Wipfelkrankheit". The host climbing behavior induced by baculovirus has been shown to be regulated by the /EGT protein and light of the baculovirus EGF gene. However, it is not clear which genes in the host or miRNAs are involved in the regulation of host climbs induced by baculovirus. This study mainly used high throughput sequencing and RNAi to identify cotton bolls. A number of signaling pathways in the Helicoverpa armigera and their role in the climbing behavior induced by H.armigera singlenucleopolyhedrovirus (HaSNPV). The results mainly include the following 5 aspects. (1) first, 3 different test conditions were tested (greenhouse cotton, greenhouse cotton rope and reality). The results showed that the larvae of Helicoverpa armigera were dead at a higher position under the 3 experimental conditions, which indicated that the climbing behavior of HaSNPV induced cotton bollworm was the inherent characteristic of the host, which was not related to the experimental setting. At the same time, the death height of the infected larvae was increased with the increase of the virus concentration. (2) high throughput sequencing results showed that the larvae of Helicoverpa armigera were infected with 72 h after HaSNPV infection, and 5972 genes were expressed differently in the fat body. They mainly belonged to 20 signaling pathways, including ecdysone (20-hydroxyecdysone, 20E) and juvenile hormone (Juvenile hormone, JH) signaling pathway, immune and stress response signaling pathway, fatty acid generation. At the same time, HaSNPV infection significantly inhibited the 20E signal of Helicoverpa armigera and promoted the JH signaling pathway. Finally, the 20 differentially expressed genes were selected by qRT-PCR, and the expression trend of these differentially expressed genes was basically the same as that of the transcriptional sequence. (3) exogenous hormone treatment and RNAi The experiments show that the 20E signaling pathway regulates the climbing behavior of the cotton bollworm by affecting the HaSNPV replication, the OB product and the death height of the infected larvae. While the JH signal promotes the upstream crawling behavior of the cotton bollworm by antagonizing the 20E signal, the downstream key of the.20E and JH signaling pathway is successfully interfered with the BrZ2 and HaSNPV replication. Compared with the OB products and the control group, the LT50 of the infected larvae was significantly shortened and the death height increased significantly. (4) the miRNAs microchip sequencing results showed that 127 differentially expressed host miRNAs. in the fat body after cotton bollworm infection had predicted that miR-8 and miR-429 might be combined with 3'UTR of BrZ2 by 2 target prediction software. Dicer1 gene interference or miRNAs antagonist treatment can increase the expression of BrZ2, while miR-8 or miR-429 agonist treatment can also downregulate the expression of BrZ2 at transcriptional and protein levels. These results show that the results of miR-8 and miR-429 targets in BrZ2. further study indicate the excitement of miR-8 and miR-429. The agent significantly promoted the replication of HaSNPV and the OB products, shortened the LT50 value of the infected cotton bollworm and increased the death height of the infected cotton bollworm, while the antagonist treatment significantly inhibited the HaSNPV replication and the OB products, prolonged the death time of the infected cotton bollworm, and reduced the death height of the infected cotton bollworm. It was proved that miR-8 and miR-429 participated in 20E and JH regulation of HaSNPV induced climbing behavior of Helicoverpa armigera by 20E and JH. (5) the sequence characteristics and gene function of cotton bollworm were further studied by HaSNPV infection. The sequence analysis results showed that both HaTrx2 and HaTrxR1 genes were both. Highly conserved, mRNA in the 5 age 96h was highest in the 5 age 96h, and the highest expression of the.HaTrxR1 gene in the head and epidermis of the larvae was highest at 5 age 72 h and 96 h. The expression in the martensitic tube, midgut and blood cells was significantly higher than that of the other tissues,.HaTrx2 and HaTrR1. The interference of.HaTrx2 or HaTrxR1 gene induced by various types of stress increased the ROS products and lipid peroxidation damage in the blood cells of the infected cotton bollworm, and caused the increase in susceptibility to virus infection and the shortened LT50 value of the cotton bollworm, which showed that the HaTrx2 and HaTrxR1 genes were involved in the infection of the cotton bollworm against HaSNPV. It also provides a theoretical basis for further study of insect thioredoxin system.
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S476.13

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本文編號：1928381