检索历史 清除

摘要烟粉虱是一个至少包含35个隐种的物种复合体，其中少数隐种极具破坏性，有很强的入侵能力，在世界范围内对农作物的生产造成巨大影响。<br>　　在过去的20年中，烟粉虱物种复合体中的两个隐种:Middle East Asia Minor1(MEAM1)隐种和Mediterranean(MED)隐种，从它们的发源地中东和地中海地区已经扩散到了许多国家和地区。MEAM1隐种更是以它强大的入侵能力和破坏能力被评为世界百大入侵物种之一。许多研究表明这两个入侵种寄主范围广泛，对农药抗性高，应对植物次级代谢产物能力强，以及生殖干涉能力显著。这些生理上的优势是入侵烟粉虱能够取代本地土著烟粉虱的重要因素。尽管MEAM1和MED烟粉虱同为具有超强入侵能力的入侵隐种，但是它们的生理特点却不尽相同。比如，MED隐种的强势入侵似乎更加依靠它对一些主要农药的抗性，例如吡丙醚和新烟碱类杀虫剂。此外，这两个隐种的寄主范围也不相同。对于研究亲缘关系相近的物种间生理特点的进化过程和分子机制，这两个入侵物种是很好的模型。<br>　　刺吸式口器昆虫的中肠是它们营养吸收和生物异源物质代谢的主要器官，而且中肠在抗药性方面也发挥着作用。但是由于烟粉虱个体小，体长只有1毫米左右，其中肠就更加微小，这使对其的测序造成了困难，所以关于烟粉虱肠道的基因信息也就十分有限。为解决这一难题，本实验采用了微量RNA扩增的方法，得到足量的cDNA，扩增后的cDNA样品用于后续高通量测序和转录组分析。在得到MEAM1中肠转录组后，通过与MEAM1虫体的比较分析，与MED隐种中肠转录组的比较分析，以及对分析结果的验证后，获得以下三方面的结果:<br>　　(1) MEAM1转录组信息<br>　　本实验中，通过单细胞扩增方法和Illumina测序技术的集合，成功得到烟粉虱入侵种MEAM1的中肠转录组，转录组中共33，412条基因，经过Blast比对，共得到有功能注释的MEAM1中肠基因12，879条。<br>　　(2) MEAM1中肠转录组与MEAM1虫体转录组对比<br>　　为了验证中肠在虫体中的主要功能和重要地位，实验通过生物信息学方法，找出了7，000条MEAM1中肠对于MEAM1虫体的特异表达基因。证明了中肠在消化摄取营养，农药有毒物质代谢和应对植物次级防御反应产物中的重要作用。<br>　　(3) MEAM1中肠转录组与MED中肠转录组对比<br>　　为揭示MEAM1和MED中肠的分子层面的差异，实验中将两隐种的中肠转录组进行比较。得到3，910条MEAM1和MED隐种中肠的同源基因。根据同义替换和非同义替换值的计算，15条面临正选择压的基因被筛选出，其中包含与新陈代谢和抗药性相关的基因。除此之外，差异基因的表达情况分析显示，MED中肠中的一些解毒代谢相关基因极显著的高表达，这很有可能是MED相比于MEAM1有更高的抗药性和更强的环境适应性的原因。<br>　　综上所述，MEAM1中肠转录组的测定，以及其与MED中肠转录组的多方面比较分析，为今后的烟粉虱肠道基因研究提供了丰富的信息资源，也发现了一些导致MEAM1和MED隐种间生理差异的分子机制，为今后的研究提供了坚实的基础。