基于Solexa高通量测序的黄曲条跳甲转录组学研究

黄曲条跳甲Phyllotreta striolata (Fabricius) 是十字花科蔬菜的重要害虫。为深入了解其遗传信息, 本研究应用新一代高通量测序技术Illumina’s Solexa平台对黄曲条跳甲成虫的转录组进行测序, 并结合SOAPdenovo拼接聚类等分析软件, 获取大量的EST和挖掘功能基因。本文最终获得了4 924条序列重叠群（contig）, 其中包含2 209种与黑腹果蝇Drosophila melanogaster蛋白基因具直系同源的独立基因（unigene）和610种黄曲条跳甲物种特有的unigene。结合Gene Ontology （GO）数据库进行分析, 发现大部分的unigene具结合能力（binding capability）和催化活性（catalytic activity）; 上百种unigene可聚类于生物学过程分类中的配子发生、 生殖腺发育和交配行为等重要功能。另外, 结合KEGG Pathway数据库分析发现, 共有363种unigene参与或涉及了40种代谢路径, 其中生物钟调控路径和植物次生代谢物路径等相关基因的发现, 有助于深入研究黄曲条跳甲行为发生的内在机理。Solexa高通量测序技术作为昆虫功能基因组研究的重要手段, 为发掘黄曲条跳甲功能基因发挥了重要作用, 也为在分子水平上研发黄曲条跳甲的防治新策略提供了更翔实的基因信息。     

花椒窄吉丁转录组及化学感受相关基因的分析

【目的】建立花椒窄吉丁 Agrilus zanthoxylumi 转录组数据库,挖掘其基因组数据。【方法】采用高通量测序平台Illumina NovaSeq6000对花椒窄吉丁成虫不同组织(触角、头、胸、腹、足、翅)进行转录组测序、序列组装,使用BLAST软件将花椒窄吉丁unigenes序列与公共数据库进行比对,BLAST同源性搜索的方法从中筛选出与其化学感受相关的基因,并与其他已研究发表的鞘翅目昆虫化学感受相关基因的核酸序列比对,进行系统发育分析。利用RPKM值对这些基因在花椒窄吉丁成虫不同组织中的表达量进行分析。【结果】经测序及序列拼接后共得到80 320条unigenes和 169 398 条contigs,其G+C比例分别是37.63%和39.18%,平均长度分别为828.75和1 084.33 bp;unigenes长度主要分布在200~400 bp的共有37 374条,占全部unigenes的46.53%。在NR数据库中注释的与花椒窄吉丁转录组相似基因所属物种分布为赤拟谷盗 Tribolium castaneum 所占比例26.80%,其后依次是小家鼠 Mus musculus (13.87%),蛀犀金龟 Oryctes borbonicus (5.26%),山松甲虫 Dendroctonus ponderosae (4.10%),黑蚁 Lasius niger (2.36%),其他物种所占比例是47.61%。在GO数据库中比对到27 488个unigenes,可分为分子功能、细胞组分和生物学进程三大类共59个过程;利用KOG数据库功能注释分为25类,注释到unigenes 最多功能类别的是普通功能,共 4 666个,最少的是与细胞移动相关,共40个;将80 320个unigenes映射到KEGG数据库中,21 104条unigens注释到代谢通路35个,占26.27%,注释最多的代谢途径是转录途径,共涉及到2 037条unigenes。从NR数据库中共注释到8个气味受体(odorant receptor, OR)基因、7个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因和6个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因,各组织中的基因表达量分析发现,这3类化学感受相关基因在成虫触角中的表达量显著高于其他组织中的表达量,雌、雄触角中表达量差异最显著的为 AzanOR 1,而在雌、雄成虫足中这3类化学感受相关基因表达量没有差异。【结论】本研究首次获得了花椒窄吉丁转录组数据,为进一步研究花椒窄吉丁的基因功能奠定了分子基础。