草地贪夜蛾Myo基因调控变态发育分子机制的研究
批准号:
32102190
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
朱冠恒
依托单位:
学科分类:
农业昆虫学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱冠恒
中文摘要
昆虫的生长发育主要有保幼激素和蜕皮激素协同调控。截止目前,昆虫生长发育的分子调控机制并不十分明确。当昆虫生长到临界尺寸的时候,变态初始因子开始触发变态发育的发生。但是昆虫的变态初始因子一直还没有被找到。申请人敲除了草地贪夜蛾保幼激素受体Met和转录调控因子Kr-h1,发现突变体表现为一样的早熟蛹形态,说明没有了保幼激素的抑制,幼虫提前化蛹。定量PCR测定发现TGF-beta通路配体myoglianin (Myo)基因在早熟蛹形态出现前开始高表达,而在野生品系中Myo基因也是在化蛹前开始高表达,暗示Myo在鳞翅目昆虫变态发育中发挥关键作用。本项目拟利用CRISPR/Cas9敲除Myo基因,结合转录组测序分析Myo的互作基因,揭示Myo调控变态发育的机制。本研究将加深鳞翅目昆虫变态发育调控机制的理论认识,同时为基于昆虫生长调节剂的绿色高效防控策略提供科学依据。
英文摘要
Insect metamorphosis is regulated by juvenile hormone (JH) and 20-hydroxyecdysone (20E). But the mechanism of metamorphosis is still not very clear. Once the insect reach threshold size, the metamorphosis initiate factor (MIF) starts triggering the metamorphosis, while the MIF of the insect is still not found yet. Based on our current study, when the JH receptor-methoprene tolerate gene was knocked out by CRISPR/Cas9, the mutants displayed precious metamorphosis in the later larval stage; and even knocked out transcription factor- krüppel homology 1 gene, the mutants also showed similar precious metamorphosis phenotype. Quantitative PCR analysis found the ligand myoglianin (Myo) of the TGF-beta pathway increased before the mutants showed precious metamorphosis. And in the wild type strain, Myo starts to express prior to metamorphosis. According to the above results, Myo played a key role in regulating the metamorphosis. In order to study the function of Myo during the metamorphosis, CRISPR/Cas9 will be applied to knock out Myo in Spodopter frugiperda, and interaction genes of Myo will be figured out by transcriptome sequencing. This study will not only increase the understanding of metamorphosis but also improve the application of insect growth regulators in pest control.
本项目聚焦世界性重大农业害虫草地贪夜蛾展开深入研究,核心目标是探索调控完全变态昆虫启动化蛹变态的关键因素 —— 变态初始因子。研究过程中,通过利用基因编辑技术,对可能作为变态初始因子的 Myo 基因实施敲除操作。结果发现,敲除 Myo 基因后的草地贪夜蛾幼虫,化蛹进程被阻断,突变体幼虫越过正常的化蛹阶段,直接从六龄经蜕皮发育进入七龄和八龄。尤为特殊的是,这些突变体可在七龄或八龄阶段维持长达一个月之久,始终无法化蛹,最终缓慢走向死亡。.为进一步探究背后的分子机制,研究团队运用转录组测序技术,深度挖掘潜在的互作因子。数据分析显示,突变体七龄幼虫的基因表达趋势,与野生型未达到临界体重前的幼虫高度一致,却显著区别于六龄且已过临界体重幼虫的基因表达模式。结果表明,缺失 Myo 基因后,幼虫无法顺利启动化蛹程序。.此外,通过荧光实时定量 PCR 检测发现,在正常化蛹过程中,本应在化蛹前高表达的蛹期主控基因 BR - C 和成虫期主控基因 E93基因,在 Myo 突变体中的表达量极低。这一发现从基因表达层面再次印证,Myo 基因的缺失是导致幼虫无法化蛹的关键原因。.综上所述,本项目成功揭示了 Myo 基因作为完全变态昆虫草地贪夜蛾启动化蛹的变态初始因子的重要作用。这一研究成果不仅深化了我们对草地贪夜蛾生长发育调控机制的认知,更为基于昆虫生长调节剂,研发绿色高效的草地贪夜蛾防控手段提供了坚实的科学依据,有望为农业生产中的害虫防治工作开辟新的思路和方法。
MEKRE93通路调控埃及伊蚊变态发育分子
机制的研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:朱冠恒
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依托单位:
草地贪夜蛾幼虫期主控基因调控生长发育分子机制的研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2024
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负责人:朱冠恒
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依托单位:
国内基金
海外基金