大猿叶虫胰岛素受体基因的鉴定及其在生殖滞育中的作用研究

论文摘要

为了与生存环境中不良物候相适应,许多昆虫在长期进化过程中形成了滞育特性。进入滞育的昆虫主要表现为生长发育停滞和能量物质储备增加。在昆虫启动滞育之前,它们在滞育诱导期感知环境信号,随后通过多种神经肽和激素触发的信号途径将环境信号转换为滞育准备阶段的发育指令。研究发现,胰岛素信号（Insulin/IGF-1signaling,ⅡS）传导缺陷可使秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans和黑腹果蝇Drosophila melanogaster出现寿命延长的现象。此外,ⅡS还可以调节昆虫的生长发育、代谢、生殖以及衰老等重要生理过程。然而,ⅡS对昆虫滞育发生调控的机制仍然不明确。为了探究ⅡS在昆虫滞育发生中的调控作用,本文以一种具有生殖滞育特性的十字花科蔬菜害虫大猿叶虫Colaphellus bowringi为实验材料开展了相关研究。大猿叶虫在长日照条件下可以被诱导进入生殖滞育,其在幼虫期可完成对光周期信号的采集,成虫羽化后可依据滞育诱导期储存的发育指令立即开始相关的生理生化活动。由于胰岛素受体（insulin receptor,InR）是ⅡS的关键,其决定了上游信号能否向下游传递。因此,本研究克隆了大猿叶虫胰岛素受体基因CbInR1和CbInR2,并在初羽化的注定滞育（DD）和注定非滞育（NDD）的雌成虫中分别干扰了CbInR1和CbInR2,以明确CbInR1和CbInR2在大猿叶虫滞育发生中的调控作用。结果表明,CbInR1和CbInR2开放阅读框分别为4 194bp和3819bp,分别编码1 397和1 272个氨基酸残基,分别与马铃薯甲虫的InR1和InR2具有较高的相似性。干扰初羽化注定滞育雌虫的CbInR1和CbInR2对大猿叶虫滞育发生均无影响。DD-dsGFP、DD-dsInR1和DD-dsInR2处理的4日龄雌成虫的卵巢均不发育。干扰初羽化注定非滞育雌虫的CbInR1和CbInR2对大猿叶虫的生殖也无影响。NDD-dsGFP、NDD-dsInR1和NDD-dsInR2处理4日龄雌成虫的卵巢均膨大且有成熟卵粒。NDD-dsInR1和NDD-dsInR2处理4日龄雌成虫体内甘油三酯的含量高于NDD-dsGFP,但无显著差异。上述结果说明,在滞育准备初期干扰InRs不会改变大猿叶虫滞育启动过程中的发育命令,这为探索ⅡS调控昆虫生殖滞育的分子机制提供新线索。事实上,尖音库蚊Culex pipiens和马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata中,ⅡS可能可以通过激活或抑制JH合成实现对生殖滞育的调控。因此,在大猿叶虫中,我们推测ⅡS可能在更早的滞育诱导过程中发挥了重要作用,这有待于进一步研究证实。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 丰硕,朱莉,刘文,朱芬,王小平

关键词: 大猿叶虫,生殖滞育,作用调控

来源: 华中昆虫研究 2019年00期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华中农业大学植物科学技术学院

基金: 国家自然科学基金(31572009)

分类号: Q963

页码: 343

总页数: 1

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