棉铃虫视觉基因的表达模式及功能研究

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1、分类号：单位代码：密级学号：阁，犬令博士学位论文棉铃虫视觉基因的表达模式及功能研究研究生：闫硕指导教师：张青文教授串请学位类别：农学博士专业领域名称：农业昆虫与害虫防治研究方向：植物抗虫性与害虫综合治理所在学院：农学与生物技术学院年月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作

2、者签名：时间：上年上月曰关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）学位论文作者签名：默时间：勿上年土月日导师签名：时间：少年土月曰中国农业大学博士学位论文缩略词縮略词：氨节青霉素法：法二辛可宁酸法：碱基对：互补：双蒸水焦碳酸二乙酯：三磷酸脱氧核苷酸：双

3、链：辣根过氧化物酶：免疫组织化学：异丙基七七端代半乳糖苷；信使；美国国家生物技术信息中心；幵放阅读框架：聚合酶链式反应：苯甲基磺酸氟：末端快速扩增：实时荧光定量：：核糖核酸：干扰：反转录：十二焼基硫酸钠聚丙稀酷胺胶体电泳：四甲基乙二胺：四甲基联苯胺中国农业大学博士学位论文摘要摘要棉铃虫寄主广泛，繁殖能力和适应能力强，条件适宜时曾大面积暴发成灾，给世界的农业生产带来了巨大的经济损失。灯光诱杀技术的田间应用不仅是棉铃虫预测预报的重要手段，而且是一种高效环保的棉铃虫防控措施。视觉对昆虫搜寻食物和配偶、躲避天敌和不安全环境具有重要的意义。本论文利用分子生物学手段深入研究了棉铃虫

4、视觉基因的功能、趋光行为，一方面从进化上、分子角度上揭示夜行性昆虫对光的高度适应机制，另一方面为从行为上控制棉铃虫提供一定的理论依据，进一步完善棉铃虫综合防治体系。本研究主要包括以下八部分内容：⑴通过显微观察的方式，比较了棉铃虫雌雄蛾复眼的外部形态，观察了复眼内部的结构。结果表明：复眼呈半球形，小眼排列整齐紧密，中心小眼呈正六边形，边缘小眼不规则。雌雄蛾复眼距离、复眼长、复眼宽、复眼周长、单眼距离及小眼数量之间无显著性差异，但各项指标显示雄蛾复眼比雌蛾略大。棉铃虫蛾复眼属于重叠型像眼，小眼结构自外向内分为：屈光器、色素细胞、视杆和基膜四部分。⑵通过趋光行为测定，比较了棉

5、铃虫不同日龄雌雄蛾对三种波段光源绿光、蓝光、紫外光源的趋光反应率。结果表明：趋光反应率与光波段和棉铃虫性别无关，与曰龄有关，日龄蛾趋光反应率高于和日龄蛾。⑶利用、末端快速扩增技术从棉铃虫复眼中克隆得到、蓝光和长波敏感视觉基因，分别命名登录号：、登录号：和登录号：，分别包括、和个碱基，编码、和个氨基酸组成的多肽。利用在线分析工具对推导得到的视蛋白氨基酸序列进行分析，结果表明：视蛋白登录号：分子量等电点；视蛋白登录号：分子量等电点视蛋白登录号：分子量等电点。三种视蛋白均具有七个跨膜拓扑结构，包含蛋白偶联受体家族和视蛋白视网膜结合位点的特征序列。同源性分析表明：鳞翅目昆虫的视

6、蛋白氨基酸序列同源性较高。琍用荧光定量技术，探讨棉铃虫复眼中视觉基因表达是否存在昼夜节律。结果表明：在光周期下，和见的相对表达量在进入光期达到高峰，随后下降；的相对表达量在白天下降，夜晚升高。当棉铃虫转移至黑暗下，视觉基因的表达模式没有发生变化，说明视觉基因的表达受到自身的生物节律调控。本试验还证实了棉铃虫两个生物钟基因和在外周组织复眼中执行着生物钟的功能。荧光定量结果还表明：暗期光照和饥饿处理都能显著影响棉铃虫视觉基因的表达，交配前后棉铃虫视觉基因的表达没有变化。在和绿光小时照射后，丑的相对表达量上调；视觉基因受到饥饿处理影响表达下调，其中的相对表达量显著下降。通过原

7、核表达和人工合成多肽的形式获得抗原，结果表明：原核表达未能获得抗原；通过合成多肽的形式成功制备和的抗体，免疫组化和技术证实抗体质量良好。视蛋白在、、和的表达量高于和视蛋白在中国农业大学博士学位论文摘要和的表达量高于其它时间点。通过注射的方式干扰视觉基因的表达，结果表明：蛹期注射可以显著抑制蛹期视觉基因的表达，但成虫羽化后视觉基因表达急速上调，抑制效果消失；成虫期注射至双侧复眼较单侧复眼相比，可以显著抑制视觉基因和视蛋白的表达。注射后妒和表达受到最大抑制，均为注射后和视蛋白的表达受到最大抑制，分别为和。关键词：视觉基因，趋光行为，复眼结构，