piggyBac转座子AgoPLE1.1在黑腹果蝇种系 转化中的应用

【目的】通过检测黑腹果蝇Drosophila melanogaster中piggyBac (PB)转座子AgoPLE1.1的转化活性,明确AgoPLE1.1开发为昆虫转基因载体的潜力。【方法】构建AgoPLE1.1转座酶辅助质粒pAgoHsp和带有红色荧光标记的供体质粒pXLAgo-PUbDsRed,辅助质粒和供体质粒以170 ng/μL∶400 ng/μL, 90 ng/μL∶200 ng/μL和90 ng/μL∶100 ng/μL 3种不同的比例混合后分别注射新鲜的W¹¹¹⁸ 黑腹果蝇胚胎,筛选注射后代中的转基因黑腹果蝇个体;利用Southern杂交验证转基因黑腹果蝇中AgoPLE1.1转座子的插入拷贝数;利用染色体步移技术克隆AgoPLE1.1插入位点旁侧序列,明确AgoPLE1.1转座子的转座特征。【结果】AgoPLE1.1转座子在黑腹果蝇中具有转化活性,转基因频率为1.32%~1.94%。Southern杂交结果显示,AgoPLE1.1转座子在黑腹果蝇中至少有6个插入位点。染色体步移法克隆了其中4个位点,分别位于黑腹果蝇的3R, 3L, 2L和X染色体,并且AgoPLE1.1转座子在黑腹果蝇染色体中的整合带有供体质粒的骨架。【结论】PB转座子AgoPLE1.1仅可以在黑腹果蝇中以较低的频率进行非精确的剪切和转座,不具有开发为新型昆虫转基因载体的潜力。     

三氟苯嘧啶不同种子处理方式对稻飞虱的控制效应

为探明三氟苯嘧啶不同种子处理方式对稻飞虱的田间防治效果、防治时长以及对稻田蜘蛛和水稻的安全性,为该药剂种子处理防治稻飞虱提供科学依据,本研究设置10％三氟苯嘧啶悬浮剂按不同浓度(0.375、0.75、1.125和1.5 g a.i./kg种子)对水稻种子分别以干种子拌种(干拌)、清水浸种后拌种(湿拌)和药剂浸种3种方式,清水处理作为空白对照.结果表明,3种处理方式下的水稻发芽率和出苗率均与空白对照间无显著差异,播种后100 d,各浓度对稻飞虱的防治效果均在90％以上;当药剂浓度相同时,干拌与湿拌防治时长要优于药剂浸种;不同浓度三氟苯嘧啶药剂处理在3种方式下稻田蜘蛛种群数量均略低于空白对照田蜘蛛数量.因此,水稻生产中使用三氟苯嘧啶0.375～1.5 g a.i./kg种子干拌或湿拌处理,可有效降低田间稻飞虱种群数量,对天敌蜘蛛影响较小,对水稻种子发芽、出苗安全,可在水稻生产中推广使用.     

水稻二化螟和三化螟基因组ddRADseq文库的构建

本文介绍了构建水稻二化螟和三化螟"双酶切限制性酶切位点关联DNA测序"(Double digest restrictionsite associated DNA sequencing,ddRADseq)文库的方法。利用安捷伦2100生物分析仪对4种单酶切及2种双酶切的酶切产物片段大小及分布范围进行分析,筛选出Mlu C I和Nla III两种限制性内切酶组合对螟虫基因组DNA进行酶切。酶切后的DNA片段两端连接上特定的P1、P2接头后,用Pippin Prep回收大小为285-435 bp的DNA片段。通过PCR扩增进行文库的富集并引入index序列。构建好的ddRADseq文库用琼脂糖凝胶电泳和生物分析仪进行质量检测。本方法所构建的文库DNA片段长度、分布和摩尔浓度能够达到Illumina平台测序的技术要求。本研究证实了利用Mlu C I和Nla III组合酶切构建水稻螟虫基因组ddRADseq文库的可行性,为在水稻螟虫中利用ddRADseq技术开展生物地理学、种群遗传学和系统发育重建等方面的研究奠定基础。     

不同地理种群二化螟Ty3/gypsy反转座子天冬氨酰蛋白酶（AP）基因序列的克隆与分析

【目的】Ty3/gypsy反转座子是广泛存在于生物体内的一类反转座子。反转座子上的天冬氨酰蛋白酶（aspartic protease, AP）基因是反转座子发生转座所需的一个重要基因。但由于该基因家族成员间变异较大,较难利用简并引物克隆得到该基因,所以对该基因家族成员的研究很少。【方法】本研究采用PCR方法克隆了二化螟Ty3/gypsy反转座子的AP基因序列,并对其序列特征和地理种群变异进行了分析。【结果】克隆获得的二化螟Chilo suppressalis （Walker）Ty3/gypsy反转座子中的AP基因具有独立的开放阅读框（open reading frame, ORF）,长528 bp,编码的蛋白含175个氨基酸残基（GenBank登录号：KF886014）。Conserved Domain Search在线工具分析显示,该蛋白中含有一个特异的Asp_protease_2保守功能域。从7个二化螟不同地理种群中共克隆获得70份AP基因拷贝。对同一基因座位上的AP序列多重比对分析,发现共存在46处碱基替换,其中碱基转换（transition）有31处,碱基颠换（transversion）有15处,70份拷贝中有69份拷贝是完整的ORF,能编码完整的蛋白。从碱基替换形式看,A→G的变异形式出现最多,有15处;其次是T→C的变异形式,有11处;其余的变异形式都很少。对比这7个不同地理种群,没有发现碱基的替换存在明显的地理区划差异。【结论】碱基的替换形式与二化螟所处的地理区域无明显相关性。本研究对于认识反转座子序列的变异特点有所帮助。     

二化螟piggyBac类转座子的克隆与分析

piggyBac转座子是DNA型转座子, 广泛分布于生物体内。基于piggyBac转座子超家族成员IFP2开发的转基因工具载体是目前转基因研究中使用最广泛的载体之一, 因此piggyBac转座子的研究受到广泛的关注和重视。本文是对二化螟Chilo suppressalis内源性piggyBac类转座子（piggyBac-like element, CsuPLE）的首次报道。克隆的CsuPLE（GenBank登录号： JX392388）全长2 537 bp, 包含一个长1 914 bp的完整开放阅读框（open reading frame, ORF）, 编码含637个氨基酸残基的转座酶, 转座酶中含有piggyBac家族保守的“DDD-domain”。CsuPLE全长序列具有完全对称的13 bp反向末端重复序列（inverted terminal repeats, ITRs）以及非完全对称的21 bp内部重复序列（internal repeats, IRs）, 在二化螟基因组上插入在特征性的“TTAA”靶位点重复（target site duplication, TSD）处。在我国地理跨度很大的不同二化螟种群中均存在结构完整的CsuPLE序列。本研究结果为深入研究piggyBac转座子的结构与功能的关系提供了新的素材, 也为评价利用转座子载体系统在二化螟体内进行转基因操作的可行性和安全性提供了重要的理论基础。     

大螟不同地理种群的AFLP遗传分析

为了明确我国大螟Sesamia inferens Walker不同地理种群的遗传多样性水平,利用AFLP方法对我国长江流域和南方稻区大螟的10个地理种群进行了遗传多样性分析,结果表明不同地理种群间具有丰富的遗传多样性,利用27对引物共扩增到1 055条条带,其中837条条带具有遗传多态性,多态性比例为78.75%;种群间分化系数(Gst)为0.7132;Nei’s基因多样性(h)范围在0.2969⁰.4547之间,平均为0.3752;Shannon信息指数介于0.29360.4547之间,平均为0.3752;Shannon信息指数介于0.2936⁰.5043之间,平均为0.3888;10个种群间遗传一致度较高,均大于0.63。遗传距离聚类分析表明,大螟10个地理种群可区分为4类,德阳,龙海,湛江各为一类,其余7个地理种群聚为一类。研究还表明,与其他测试种群的遗传距离普遍较大、相对孤立的地理种群,其聚类结果有一定的随机性,因此,取样点较多、且样点分布较均匀的聚类分析结果才有较高可信度。     

中国二化螟不同地理种群的AFLP遗传分析

利用AFLP标记对中国11省13个二化螟Chilo suppressalis(Walker)地理种群进行遗传多态性分析,以揭示不同区域种群间遗传分化,为建立较准确的二化螟发生区划及区域治理对策提供新的依据。选取3对引物,共扩增出445个位点,其中多态性位点数为386,多态性比率为86.8%。种群间分化系数(Gst)为0.74,基因流仅为0.176;13个地理种群间遗传一致度较高,均大于0.67。遗传距离聚类分析表明,二化螟13个地理种群可区分为4类,其中淮北平原类(赣榆、阜宁、阜南)、东南山区类(鄞县、闽侯)、荆湘川类(荆州、邵阳、德阳)三类种群分别具有较一致的地理气候特征或相对较近的距离。研究还表明,与其他测试种群的遗传距离普遍较大、相对孤立的地理种群,其聚类结果有一定的随机性,因此,取样点较多、且样点分布较均匀的聚类分析结果才有较高可信度。