暗黑鳃金龟雌雄触角差异蛋白质组学分析

《暗黑鳃金龟雌雄触角差异蛋白质组学分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、暗黑鳃金龟雌雄触角差异蛋白质组学分析DifferentialproteomeanalysisofthemaleandfemaleantennaefromHolotrichiaparallelaMotschulsky作者姓名：魏振鑫专业名称：农业昆虫与害虫防治指导教师：席景会教授学位类别：农学硕士论文答辩日期：2015年6月1中文摘要暗黑鳃金龟雌雄触角差异蛋白质组学分析暗黑鳃金龟（HolotrichiaparallelaMotschulsky）属于鞘翅目鳃金龟科，其幼虫称蛴螬，是重要的地下害虫，对农作物、蔬菜和果树能引发严重的为害。因此，有

2、效的防治暗黑鳃金龟已成为亟待解决的问题。嗅觉系统对于昆虫寻找寄主、配偶等行为至关重要，了解昆虫嗅觉系统将有助于研发出新的防治策略来治理害虫，包括利用昆虫的嗅觉识别机制驱散或吸引害虫以达到防治的目的。差异蛋白质组学能够揭示嗅觉相关蛋白，是解析触角嗅觉分子识别机制的重要措施。为了明确暗黑鳃金龟的触角嗅觉识别机制，我们应用蛋白质双向电泳(2-DE)、质谱鉴定以及生物信息学分析技术对暗黑鳃金龟雌雄触角蛋白进行差异分析和功能验证。蛋白样品的制备是2-DE蛋白质组学研究的关键环节之一。为了建立一个稳定的触角蛋白质组学研究平台，我们对四种触角蛋白的制备

3、方法（TCA/丙酮沉淀法、饱和酚法、PEG法和直接提取法）进行了分析和优化。根据蛋白产率、SDS-PAGE电泳以及蛋白点数的分析发现，TCA/丙酮沉淀法是提取触角蛋白的最优方法。应用软件ImageMaster™2DPlatinum7.0对银染后的蛋白质双向电泳图谱进行分析后发现，每张凝胶上能检测到约1100个蛋白点。差异蛋白分析表明，雌雄触角里总共有47个蛋白点发生了显著性（>1.5fold，p-value<0.05）变化。其中，25个蛋白点在雄虫触角里上调表达，22个蛋白点在雌虫触角里上调表达。为了鉴定触角里的差异表达蛋白，运用MALD

4、I-TOF/TOFMS质谱技术对从凝胶上分离下来的蛋白点进行分析。47个差异表达蛋白中有35个被成功鉴定。在这些蛋白中，65.7%的蛋白与碳水化合物和能量代谢、抗氧化系统、转运以及氨基酸和核苷酸代谢有关。部分嗅觉相关蛋白首次被鉴定，包括肽聚糖识别蛋白-1（spot16），酰基辅酶A脱氢酶(spot26)，磷酸丙酮异构酶类似物(spot29)，醛酮还原酶类似物(spot34)、丝氨酸蛋白酶(spot21)，气味结合蛋白2(spot38)，乙醛脱氢酶(spot14)，细胞色素P450（spot12）等。I依据KEGG和GeneOntology

5、数据库和软件对差异表达蛋白进行生物信息学分析，将鉴定出的蛋白共分成8类。其中，20.0%的蛋白与碳水化合物和能量代谢相关，17.1%的蛋白与抗氧化系统相关，14.3%的蛋白与转运相关,14.3%的蛋白与氨基酸和核苷酸代谢相关。另外还包括11.4%的细胞骨架蛋白和8.6%与蛋白质折叠相关的蛋白。对鉴定的6个嗅觉相关蛋白进行了蛋白质互作网络分析，包括热激蛋白70同源物-3、丝氨酸蛋白酶和醛酮还原酶类似物，以及触角里含量丰富的细胞色素P450、乙醛脱氢酶和谷氨酰胺合成酶，为蛋白质功能的进一步研究创造了条件。应用实时荧光定量PCR技术检测了6个嗅

6、觉相关蛋白在转录水平上的变化，结果显示mRNA与蛋白质水平的变化基本一致。关键词：暗黑鳃金龟，触角，嗅觉，蛋白质组学IIAbstractDifferentialproteomeanalysisofthemaleandfemaleantennaefromHolotrichiaparallelaMotschulskyThescarabbeetle,HolotrichiaparallelaMotschulskyisharmfulonplantsandposesaworldwideagriculturalproblem.Newinterventi

7、onsarerequiredtooptimallyandsustainablycontrolthescarabbeetle.Thescarabbeetleolfactorysystemisimportantinhostseekingandmatefinding.Understandingolfactoryfunctioncouldleadtodevelopmentofcontrolstrategiesinthefield,suchasretrofitthefataltrapthatrepellingorattractinginsectpe

8、sts.Comparativeantennaproteomicsarearelativelyusefultechniquethatcanbeusedtoinvestigateolfaction