OCT基因在二烯丙基三硫醚调控麦蛾生殖中的作用

作     者：汤宁 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨凤连

授予年度：2023年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：麦蛾 二烯丙基三硫醚 有机阳离子转运体 生殖调控 

摘      要：麦蛾Sitotroga cerealella Olivier是危害严重的初期性储粮害虫,当前的防治方法仍以化学防治为主,但随着“3R问题的日益加重,寻找绿色的防治方法尤为迫切。课题组前期研究表明,大蒜精油主要活性物质二烯丙基三硫醚(DAT)处理麦蛾雌虫会降低其生殖能力,但作用机制尚不清楚。本论文首先利用DAT(LC=0.015μL/L空气)熏蒸羽化6 h的雌蛾14 h,其后取交配结束后4 h的雌虫受精囊、受精囊腺进行转录组测序,筛选了可能参与生殖调控的差异表达基因并进行功能验证。主要结果如下:1.交配结束后4 h麦蛾雌虫受精囊、受精囊腺转录组数据中,共发现差异基因241个,其中174个基因上调,67个基因下调;差异基因主要富集在运输分解代谢、信号转导、细胞生长凋亡、能量物质代谢等通路上。挑选部分差异基因进行组织表达分析,筛选出在麦蛾生殖器官中表达量较高且在受精囊腺中表达量最高的有机阳离子转运体(OCT),并对该基因进行功能验证。2.克隆Scer OCT基因并对其序列进行生物信息学分析,结果表明:该基因与鳞翅目昆虫,如大蜡螟Galleria mellonella、柑橘卷叶蛾Amyelois transitella亲缘关系较近,符合生物学进化规律。注射ds OCT到雌虫体内,检测该基因沉默后雌虫的生殖能力,结果表明ds OCT组与ds GFP组间的平均交配次数没有差异,但ds OCT组交配成功率显著下降(P0.05),3日内雌虫总产卵量亦显著下降(P0.05);进一步研究发现,交配后,从雄虫转移至ds OCT组雌虫体内的精子数量显著减少(P0.01),且这些精子在雌虫内生殖器官中的转移时间与ds GFP组相比亦推迟;雌虫体内精子运动的长波和短波波长均显著大于ds GFP组(P0.001);同时,沉默OCT基因后,麦蛾雌虫体内神经递质5-羟色胺含量显著高于ds GFP组,三酰甘油含量显著低于ds GFP组。总之,DAT处理后的雌虫受精囊、受精囊腺中部分基因表达异常,沉默差异基因Scer OCT后可导致麦蛾生殖能力下降,并对神经递质5-HT和能量物质TG含量造成影响。该研究结果为二烯丙基三硫醚调控雌性麦蛾生殖提供新的理论依据。