熱激轉錄因子(Hsf)與熱激蛋白基因(Hsp70、Hsp21、sHsp21)在蓮草直胸跳甲高溫耐受性中的作用.pdf

1、空心蓮子草Alternanthera philoxeroides(Mart.) Griseb是分布廣泛的惡性雜草，目前在我國南方大部分地區(qū)暴發(fā)危害。蓮草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)是空心蓮子草的專食性天敵，被很多國家引進，并取得一定成效。在我國亞熱帶地區(qū)，蓮草直胸跳甲受溫度的影響很大。該跳甲在我國湖南省各空心蓮子草發(fā)生區(qū)盛夏高溫期-（8月-9月）種群驟減（李彥寧等，2011），導致控制對空心蓮子草效果急劇下降。然

2、而，2009年釋放到海南省的蓮草直胸跳甲種群，目前在海南各省空心蓮子草發(fā)生區(qū)全年均能發(fā)生?？梢?，蓮草直胸跳甲在我國已經出現(xiàn)了熱適應性分化。那么是什么提高了海南蓮草直胸跳甲高溫耐受能力呢？
　　熱激蛋白的表達與生物體耐受性的產生有密切的關系，高溫條件下生物體產生的熱激蛋白可以保護機體免受外界的破壞。為了揭示熱激蛋白(Heat shock proteins，Hsps)基因在蓮草直胸跳甲高溫耐受性中的調控機理，本研究針對空心蓮子草天敵蓮

3、草直胸跳甲在湖南長沙夏季種群崩潰、海南萬寧卻可常年發(fā)生這一現(xiàn)象，以湖南長沙種群和海南萬寧種群為研究對象，采用高通量測序、熒光定量PCR等技術克隆了蓮草直胸跳甲Hsp70，Hsp21，sHsp21和Hsf基因，并對這些基因其在蓮草直胸跳甲響應高溫脅迫過程中的功能進行了研究，研究結果對于闡明蓮草直胸跳甲的溫度適應性、預測其在氣候變暖條件對空心蓮子草的生防效果都具有重要的意義。主要結果如下:
　　1、獲得了蓮草直胸跳甲Hsp70,Hsp

4、21，Hsp21的cDNA全長和Hsf的部分片段
　　實驗克隆了蓮草直胸跳甲Hsp70、Hsp21、sHsp21基因的cDNA全長序列，以及Hsf部分片段序列。Hsp70序列為2053bp，完整的ORF為1940bp，編碼646個氨基酸;Hsp21基因序列為549bp，OFR為538bp，編碼180個氨基酸;sHsp21基因序列為693bp，開放閱讀框567bp，該基因編碼188個氨基酸;而Hsf基因獲得了790bp的部分序列。<

5、br>　　2、蓮草直胸跳甲Hsp70，Hsp21，Hsp21和Hsf的系統(tǒng)發(fā)育分析
　　蓮草直胸跳甲Hsp70、Hsp21和sHsp21基因與同屬于鞘翅目的馬鈴薯甲蟲、稻水象甲和松墨天牛的同源性較高，達到了70％～85％，在系統(tǒng)發(fā)育上關系比較近。而將獲得的Hsf序列測序結果進行Blast比對，比對結果顯示所擴增的序列全都是預測的Hsf。
　　3、不同溫度處理下，蓮草直胸跳甲Hsp70,Hsp21，sHsp21和Hsf的表達譜

6、分析
　　本研究采用實時熒光定量PCR分析了湖南種群和海南種群的Hsp70，Hsp21，sHsp21和Hsf在36℃和39℃高溫處理下的相對表達水平，結果顯示，在36℃和39℃高溫處理條件下，兩個地理種群的Hsp70，Hsp21，sHsp21的表達量整體顯著高于對照組30℃，且39℃條件下顯著高于36℃。湖南種群36℃和39℃高溫處理條件下熱激轉錄因子Hsf的表達量顯著低于對照組30℃，海南種群在36℃和39℃高溫處理條件下熱激轉

7、錄因子Hsf的表達量顯著高于于對照組30℃。
　　4、RNAi分析高溫脅迫下Hsp70，Hsp21，sHsp21和Hsf在蓮草直胸跳甲中的作用
　　通過飼喂的方法飼喂蓮草直胸跳甲Hsp70，Hsp21，sHsp21和Hsf基因dsDNA，使得目的基因被部分沉默后，蓮草直胸跳甲不能有效的感知外界高溫脅迫，細胞內的熱激蛋白表達降低，蓮草直胸跳甲耐高溫的能力下降，存活數(shù)降低。研究結果可進一步的表明，通過飼喂dsRNA的方法來抑制靶