论文摘要
果蝇的变态发育主要由保幼激素（juvenile hormone,JH）和蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）协同调控,Kr-h1基因作为保幼激素的初级反应基因,在保幼激素信号传递中发挥至关重要的作用。而miRNAs作为一种长约22 nt的非编码小RNA,通过结合靶基因mRNA的特定位点,抑制mRNA翻译或诱导降解,从而参与调控人类及动植物的生长发育和细胞凋亡等重要生理活动。因此,本研究以黑腹果蝇为试验对象,研究在完全变态昆虫中靶向作用于Kr-h1基因的miRNA,并证明miRNA对果蝇发育的影响,为生物学防治蚊蝇提供理论基础和指导。本试验首先通过多个生物信息学预测网站对靶向果蝇Kr-h1基因的miRNA进行预测,最终锁定miR-927为可能靶向作用于Kr-h1基因的miRNA。接下来使用双荧光素酶报告系统验证miR-927和Kr-h1基因之间的识别位点,结果显示,miR-927 mimics和Kr-h1 3’UTR共转染与对照组相比,双荧光素比值（F/R）降低极显著（P<0.01）,而Kr-h1 3’UTR单个位点突变的双荧光素比值均显著低于野生型载体（P<0.05）,两个位点同时突变较野生型相比,则差异不显著（P>0.05）。结果表明,在Kr-h1基因的3’UTR上存在miR-927成熟序列特异性结合的位点,miR-927和Kr-h1基因存在靶标关系,Kr-h1基因能被miR-927特异性结合。为了探究miR-927与Kr-h1基因在转录水平的调控关系,利用实时荧光定量PCR（qPCR）检测了在果蝇Kc细胞中将miR-927超表达后,Kr-h1基因的变化情况。qPCR结果显示,miR-927 mimics转染组较NC组相比,Kr-h1基因的表达量显著降低（P<0.05）。结合虫体不同发育时期miR-927和Kr-h1基因的相对表达量,证明miR-927与Kr-h1在某些发育时期呈相互抑制关系。本研究分别在细胞水平和虫体水平,研究了miR-927同JH之间的关系:使用保幼激素类似物Methoprene对果蝇Kc细胞及果蝇白色预蛹期进行不同时间梯度处理,检测miR-927的表达差异。结果显示,JH在细胞水平及虫体上均能够抑制miR-927的表达（P<0.05）。然后将虫体JH缺失,检测miR-927的表达情况,结果显示,JH缺失组miR-927的表达量较野生型相比显著升高（P<0.05）。结果证明,JH在一定程度上对miR-927起到抑制作用。为了更好的研究JH及miR-927对果蝇生长发育的调控,本实验使用Methoprene处理白色预蛹期的果蝇腹部,观察了背部刚毛的表型。结果发现,Methoprene处理能够导致果蝇背部刚毛出现短刚毛、背部刚毛不能正常融合及出现斑块等表型,且果蝇不能正常孵化成虫。miR-927超表达虫体则不能正常预蛹,一般发育至若虫则不再发育,且虫体发育缓慢,个体变小,极少数果蝇会变成“小蛹”,但未能孵化成虫。结论:（1）dme-miR-927靶向作用于Kr-h1基因;（2）在果蝇Kc细胞及虫体中,miR-927能够对Kr-h1基因进行转录水平的调控,可以抑制Kr-h1基因mRNA的表达;（3）JH在细胞水平及虫体水平均能够抑制miR-927的表达;（4）JH及miR-927均对果蝇的生长发育起到重要的调控作用。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 董文韬
导师: 刘胜军,何倩毓
关键词: 黑腹果蝇,变态发育
来源: 黑龙江八一农垦大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学
单位: 黑龙江八一农垦大学
基金: 国家自然科学基金(31501899),黑龙江省自然科学基金(C2016040)
分类号: Q344
总页数: 77
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- [1].Met和Kr-h1基因在褐飞虱变态发育中的功能分析[J]. 昆虫学报 2015(11)
- [2].靶向果蝇Kr-h1基因的mi RNA预测及其生物信息学分析[J]. 中国生物制品学杂志 2019(06)