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《中国农业科学院》 2017年
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Q烟粉虱与TYLCV互作蛋白的筛选及其ABC转运蛋白的分析

田丽霞  
【摘要】:烟粉虱作为一种世界性害虫,不仅可取食为害植物,还可传播植物病毒病,并且极易对杀虫剂产生抗药性,这使得烟粉虱拥有极强的适应性,成为农业生产的重大威胁。番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)是菜豆金色花叶病毒属的代表种,引起的病毒病是全球番茄生产上最重要的病害之一,TYLCV由烟粉虱特异性传播,研究二者的互作对于解析烟粉虱的传毒机制十分关键。ABC转运蛋白是一类多功能的基因超家族,作为昆虫代谢抗性中的新成员,ABC转运蛋白在昆虫研究中备受关注。如今关于烟粉虱传毒机制依然知之甚少,也没有烟粉虱全基因组水平的ABC转运蛋白的报道,所以,探索TYLCV与烟粉虱的互作以及完成ABC转运蛋白的鉴定和分析,可以帮助我们了解烟粉虱的传毒机制和抗逆性机制,解释烟粉虱强大的入侵性并指导害虫防治工作。本论文通过泛素化的酵母膜系统对TYLCV与烟粉虱的互作展开研究,首先成功构建了用于酵母双杂交的烟粉虱cDNA文库,利用TYLCV的外壳蛋白(CP)作为诱饵,首次成功从烟粉虱cDNA文库中筛选得到了80个阳性克隆,进一步利用该系统对这些候选蛋白与CP的互作进行验证,明确了20个烟粉虱蛋白与CP发生互作。在酵母双杂交得到的抗菌肽相似蛋白序列基础上,结合烟粉虱基因组和转录组数据得到基因全长,再利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术明确了该蛋白与CP蛋白之间存在互作。此外,通过分析携带TYLCV和不带毒的Q型烟粉虱转录组,锁定8个表达量有十倍以上变化的基因。我们首次在Q型烟粉虱基因组中鉴定出55条ABC转运蛋白,涉及8个亚族(A-H),包括8个ABCA、3个ABCB、6个ABCC、2个ABCD、1个ABCE、3个ABCF、23个ABCG和9个ABCH基因;不同物种相比发现,烟粉虱及其他从植物维管束刺吸取食和吸血的昆虫的ABCG和ABCH亚族的基因出现扩张现象。此外,结合转录组分析了55个ABC基因在Q型烟粉虱的不同龄期的表达模式,再通过实时荧光定量(RT-qPCR)对ABC基因的表达量进行验证,结果表明,RT-qPCR和转录组分析的表达量数据有着极其相关性(r=0.684,p0.01)。Q型烟粉虱经吡虫啉处理后,通过转录组分析了所有ABC基因的响应模式,在表达量发生显著性提高的ABC基因中,80%是ABCG亚族基因。结合ABCG亚族的扩张现象推测,ABC转运蛋白尤其ABCG很可能参与烟粉虱的抗药性。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S433.39

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