Doublesex基因在不同品级、不同发育时期的多蚁后型红火蚁中的表达

论文摘要

两性基因doublesex（dsx）是昆虫中一种广泛存在的控制性别分化的关键基因,它具有两种性别特异的剪接体,分别为doublesex F（dsxF）和doublesex M（dsxM）,从而在雌雄两性中表达不同的DSX蛋白。虽然dsx基因与两性分化相关这一点已为人熟知,但该基因在存在雌性生殖功能分化（蚁后和工蚁的分化）的社会性昆虫中是否有特殊的表达情况,乃至是否具有与品级分化相关的功能,仍未有系统的研究。本研究选用广泛分布于美洲和中国南方的入侵型红火蚁（Solenopsis invicta Buren）作为社会性昆虫的代表物种进行研究。由于红火蚁具有两种社会型——单蚁后型（Monogyne）和多蚁后（Polygyne）型。为排除不同社会型对dsx基因表达和功能的影响,本研究首先确立了一套系统的社会型鉴定手段,用于区分样品社会型。我们对已有的鉴定红火蚁社会型的方法进行了系统的比较,对采集自中国南方的红火蚁种群样品进行了生物学观察和多种PCR实验,同时对比了四种不同DNA聚合酶在实验中的效果,最终发现―多重PCR技术‖（Multiplex Polymerase Chain Reaction）和―b基因扩增‖这两种PCR方法成功率最高,能准确鉴定红火蚁社会型,其余4对引物成功率不高。实验表明,将―多重PCR技术‖（Multiplex Polymerase Chain Reaction）,―b基因扩增‖,以及生物学观察相结合,并在PCR实验中选用具有适度保真性和热启动效果的DNA聚合酶,能更准确地对红火蚁社会型进行鉴定,从而确立了一套较为准确而便捷的红火蚁社会型鉴定方法。本研究进而用此鉴定方法挑选出多蚁后种群用于进行后续的dsx表达实验。为了研究dsx基因的表达差异对红火蚁品级分化的影响,以三个品级的不同发育时期的红火蚁cDNA为模板,通过实时定量荧光PCR技术,检测dsx基因在三个品级中的表达情况,实验证明dsxF在工蚁幼虫和成虫阶段有大量的不完整转录本表达（包含外显子4-5区段,但不包含DM结构域）,雌性生殖蚁则没有这种情况。此外,在雄性发育的各个阶段,均能检测到大量原本为雌性特异表达的dsxF剪接体（外显子4-5区段）,包含这些剪接体的转录本可能也不具有完整的基因结构,因为用包含DM结构域的性别鉴定特异引物扩增时并不能在雄性中检测到dsxF表达。这些结果说明dsx基因在红火蚁不同品级之间存在差异表达,尤其在工蚁和雄蚁中发现的大量不完整转录本的表达可能暗示了该基因不只对性别分化有重要作用,对品级分化也具有影响。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 前言
•   1.1 红火蚁概述
•     1.1.1 入侵性红火蚁的生物学特点
•     1.1.2 红火蚁的社会型
•     1.1.3 红火蚁社会型的现有鉴定方法
•   1.2 性别决定基因Doublesex（dsx）
•     1.2.1 Dsx基因在进化中相对保守
•     1.2.2 不同昆虫中dsx不同的可变剪切方式
•     1.2.3 Dsx可能与社会性昆虫的品级分化相关
•     1.2.4 蚂蚁中dsx表达的研究进展
•   1.3 研究目的及意义
• 第二章 红火蚁社会型的鉴定
•   2.1 不同引物对红火蚁社会型鉴定效果的比较
•     2.1.1 实验材料
•     2.1.2 实验试剂及仪器
•     2.1.3 实验所用引物
•     2.1.4 实验步骤
•     2.1.5 不同引物扩增红火蚁Gp-9 基因的结果与讨论
•   2.2 不同DNA聚合酶对红火蚁社会型鉴定效果的比较
•     2.2.1 实验材料
•     2.2.2 实验试剂及仪器
•     2.2.3 实验所用引物
•     2.2.4 实验步骤
•     2.2.5 结果与讨论
•   2.3 小结
• 第三章 红火蚁dsx基因在不同品级间的表达情况
•   3.1 材料与仪器
•     3.1.1 实验材料
•     3.1.2 实验试剂及仪器
•   3.2 方法与步骤
•     3.2.1 总RNA提取
•     3.2.2 RNA逆转录
•     3.2.3 内参基因的选择及引物设计
•     3.2.4 引物测试
•     3.2.5 标准曲线的建立
•     3.2.6 Real-time qPCR检测基因表达水平
•     3.2.7 数据分析
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 引物测试结果
•     3.3.2 标准曲线的绘制
•     3.3.3 Dsx基因在红火蚁不同品级不同发育时期的定量分析结果
•     3.3.4 Dsx基因特异引物扩增结果分析
•   3.4 讨论
•   3.5 小结
• 第四章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介及攻读学位期间取得的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王晨轩

导师: 黄大卫

关键词: 红火蚁,社会型,品级,实时荧光定量

来源: 河北大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 河北大学

分类号: Q963

总页数: 58

文件大小: 4163K

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