《保幼激素誘導白背飛虱短翅化過程中的DNA甲基化研究》是依託中山大學，由王方海擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：保幼激素誘導白背飛虱短翅化過程中的DNA甲基化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王方海
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
稻飛虱有長翅和短享翻兵翅二型現象，對其翅型分化的機制進行深入研究，將有助於預測預報該蟲的漏霸滲發生動態，增進對昆蟲翅多型現象本質的認識。目前認為各種生態因子對飛虱翅型分化的影響可能是通過調節體內保幼激素(JH)含量而達到的，高JH含量具有誘導短翅化作用，但具體機制不清。本項目在已經證明JH具有誘導白背飛虱短翅化作用且涉及到DNA甲基化的基礎上，擬採用甲基化敏感的代表性差異分析技術探明端判端提與短翅組舟型或長翅型白背飛虱相關聯的特異DNA甲基化片段，再用生物信息學方法篩選具有啟動子位點或處在第1外顯子的CpG島的序列片段，並利用染色體步移法克隆其鄰近下游相應基因的序列，然後重點分析JH誘導白跨達元背飛虱短翅化過程中的這些特異片段的DNA甲基化動態變化過程及相關基因的表達譜，旨在闡明JH誘導白背飛虱短翅化的可能表觀遺傳機制，從而可進一步認識昆蟲翅多型達灶姜現象的本質，為尋找控制飛虱危害的新途徑和新方法提供一定的理論基礎。
結題摘要
稻飛虱有長翅和短翅二型現象，目前認為各種生態因子對飛虱翅型分化的影響可能是通過調節體內保幼激素含量而達到的，但具體機制不清。本項目在已經證明保幼激素具有誘導白背飛虱短翅化作用且涉及到DNA甲基化的基礎上，擬篩選與短翅型或長翅型白背飛虱相關聯的特異DNA甲基化片段，並分析這些片段在保幼激素誘導白背飛虱短翅化過程中的DNA甲基化動態變化過程及相關基因的表達譜。首先我們建立了一套適合稻飛虱的甲基化敏感性代表性差異分析方法和甲基化敏感的擴增多態性分析方法；對白背飛虱長、短翅型雌蟲的基因組DNA甲基化進行差顯分析，得到了兩條與翅型相關連的特異甲基化片段，且分別與18S核糖體RNA和28S核糖體RNA基因同源，表明核糖體RNA基因的甲基化可能參與了稻飛虱翅型分化的調控；對白背飛虱長、短翅型雌蟲的基因組進行甲基化敏感的擴增多態性分析，發現短翅型的全甲基化率為5.81%，明顯高於長翅型的2.40%，而短翅型的半甲基化率為4.35%，明顯低於長翅型的8.35%，並成功克隆到承擔承諒14個與翅型相關的特異性甲基化片段，且發現其中5個片段含有啟動子序列特徵；篩選了6個可能位於啟動子或外顯子區域的特異性甲基化片段進行了部分序列的克隆，並用亞硫酸氫鈉測序法檢測這些片段在白背飛虱發育過程中的甲基化動態變化譜式，發現它們在白背飛虱不同發育時期所呈現出的甲基化頻率和式樣明顯不同，說明特定基因的甲基化與昆蟲發育的具體時期緊密關聯，同時也基本明確了這些特定的DNA甲基化片段在經保幼激素處理後的白背飛虱發育過程中的甲基化動態變化譜式及其對應基因表達變化式樣；此外，我們還對褐飛虱長翅型與短翅型雌成蟲的基因組DNA甲基化進行了分析研究，發現長、短翅型間甲基化式樣差異同樣顯著，並克隆獲得了30多條與翅型相關聯的特異甲基化片段，其中有2條片段分別與18S和28S核糖體RNA基因同源，這與在白背飛虱中的研究結果高度一致，說明核糖體RNA基因的甲基化可能與所有稻飛虱種類的翅型分化有關，但具體機制還需進一步探索。本研究將有助於從DNA甲基化的角度解析JH誘導白背飛虱短翅化的可能表觀遺傳機制，增進對昆蟲翅多型現象本質的認識。
