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烟粉虱MED隐种响应温度胁迫的染色质重塑调控机制

批准号:
32072494
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
吕志创
学科分类:
农业昆虫学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕志创

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
烟粉虱MED隐种是一种世界性分布的重要入侵害虫。前期研究表明,该物种具有较强的快速适应极端环境温度的能力,表观遗传修饰是其快速应对逆境温度的一个重要途径。本项目以表观遗传因子染色质重塑复合物对胁迫基因的表达调控为切入点,围绕烟粉虱“响应温度胁迫的染色质重塑调控机制”这一科学问题,采用转录组测序、ATAC测序以及单碱基编辑等技术,从转录调控网络和碱基功能位点变异两个维度来探究染色质重塑复合物对烟粉虱温度胁迫下的调控机制。主要内容包括:1)首先筛选响应极端温度胁迫的关键染色质重塑复合物;2)然后解析关键染色质重塑因子对染色质结构的调控;3)进一步构建染色质重塑与胁迫基因之间的表达调控网络;4)最后阐明关键染色质重塑因子功能突变点对烟粉虱温度胁迫适应的调控机制。项目最终揭示烟粉虱对温度胁迫响应的分子遗传调控机制,为全球气候变化下广布性昆虫的温度适应调节和扩张机制提供较为系统和全面的理解。
英文摘要
Bemisia tabaci Mediterranean (MED) cryptic species is an important invasive pest which has a worldwide distribution. The previous studies indicated that the species has a strong ability to adapt to extreme environmental temperature quickly, and epigenetic modification is an important way to deal with the adverse temperature quickly. In this project, we select the expression of stress genes regulated by the epigenetic factor chromatin remodeling complex as the starting point and focus on "the regulatory mechanism of chromatin remodeling in response to temperature stress". And adopting transcriptome sequencing, ATAC sequencing and single base editing to explore the epigenetics regulatory mechanism of B. tabaci under temperature stress through transcriptional regulatory network and base function site variation. The main contents include: 1) screening the key chromatin remodeling complex in response to extreme temperature stress; 2) analyzing the regulation of key chromatin remodeling factors on chromatin structure; 3) further constructing the expression regulatory network between chromatin remodeling and stress genes; 4) finally clarifying the regulation mechanism of key chromatin remodeling factors’ functional mutation sites to temperature stress. These results would provide support to understand the molecular genetic regulation mechanisms of temperature adaptation in B. tabaci, and expansion of widely distributed insects in the context of global change.
以烟粉虱MED隐种的高低温地理种群为对象,围绕烟粉虱“响应温度胁迫的染色质重塑调控机制”这一科学问题为切入点,采用转录组测序、ATAC测序以及RNAi等技术,探究表观遗传因子染色质重塑复合物对烟粉虱温度胁迫下的调控机制。主要开展以下方面研究内容:(1)构建烟粉虱卵巢靶向肽的基因编辑载体。(2)揭示了糖类转化及代谢、细胞色素P450过程、以及其它几种物质的代谢等很可能是烟粉虱吐鲁番和海口两个高温种群与哈尔滨低温种群温度适应过程中的关键调控通路。(3)进一步对RNA-seq和ATAC-seq数据进行了联合分析,揭示了染色质可及性与转录组动态变化的相关性,确定了烟粉虱体内参与温度适应的关键途径和基因。(4)此外,对染色质开放状态和转录表达产生显著响应的关键基因BtP450 4C1和BtCar3进行的功能验证。结果显示在降低高温差异基因BtP450 4C1与BtCar3表达之后,烟粉虱高温耐受性均降低,进一步证实了表观调控基因表达的分子调控方式在温度适应过程中的重要性。研究结果揭示了烟粉虱对温度胁迫响应的表观遗传调控机制,为全球气候变化下广布性昆虫的温度适应调节和扩张机制提供较为系统和全面的理解。
BtTRP和Hsps在烟粉虱Q隐种耐温性差异中的参与机制
B型烟粉虱对温度适应性的遗传和分子机制
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