异色瓢虫鞘翅黑化途径及关键基因功能解析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801794
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1406.生物防治
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Harmonia axyridis is an important predatory natural enemy in agriculture and forest in China, the elytra of H. axyridis has various phenotypes, the black or yellow were used as base color, mosaic red or black spot. It has been reported that melanization lead to various phenotypes of H. axyridis elytra. In addition, some reports demonstrated that low temperature induce the melanin synthesis and then increase the fitness of H. axyridis. However, the melanization pathways of elytra and relevant genes functions in H. axyridis have not been described. In this project, tyrosine hydrolase in dopa melanin synthesis pathway and the dopa decarboxylase in dopamine melanin synthesis pathway was used to investigated the melanization pathway of H. axyridis: 1) analysis the structure and expression characteristic of tyrosine hydrolase (HaTH) and dopa decarboxylase (HaDDC) genes; 2) Analyze function of HaTH and HaDDC in the growth and development of H. axyridis using RNAi technique; 3) Analyze the relationship of dopa melanin/dopamine melanin and elytra melanization of H. axyridis. The functions of the tyrosine hydroxylase and dopa decarboxylase of H. axyridis were identified and the melanization pathway of elytra was revealed through above studies. The results of the project will provide a scientific basis for the study of the phenotype differentiation of H. axyridis elytra and the mechanism of temperature regulation of melanin synthesis, and also provide theoretical basis about improve the control efficiency in the special environment through regulating the number of black individuals in H. axyridis.
异色瓢虫是我国农林业上重要的捕食性天敌昆虫,其成虫鞘翅表型变化丰富,以黑色或黄色为底色,镶嵌红色或黑色点状色块。黑化可能是引起其鞘翅表型分化的原因。研究报道低温可以诱导异色瓢虫鞘翅黑色素合成进而提高种群适合度。但有关异色瓢虫鞘翅黑化途径及相关基因功能还未报道。本项目以异色瓢虫鞘翅黑化途径为主题,以多巴黑色素合成中酪氨酸羟化酶(TH)和多巴胺黑色素合成中多巴脱羧酶(DDC)为切入点: 1)分析明确HaTH和HaDDC基因结构特征和表达特性; 2)应用RNAi技术分析HaTH和HaDDC在异色瓢虫生长发育过程中的功能;3)应用RNAi技术分析多巴和多巴胺黑色素与异色瓢虫鞘翅黑化的关系。通过上述研究,明确HaTH和HaDDC的基因功能,揭示异色瓢虫鞘翅黑化途径。研究结果将为其鞘翅表型分化及温度调控黑色素合成机制的研究提供科学依据,也为通过调控异色瓢虫种群中黑化个体数量提高其控害效率提供理论基础。

结项摘要

异色瓢虫是我国农林业上重要的捕食性天敌昆虫,其鞘翅色斑类型非常丰富,也是研究昆虫表型多样性的理想材料。黑化是引起其鞘翅表型变异的首要原因。但有关异色瓢虫鞘翅黑色素合成途径及相关基因功能还未见报道。本项以揭示异色瓢虫鞘翅黑色素合成途径为核心;利用分子克隆和基因沉默等技术:1)克隆并鉴定了异色瓢虫酪氨酸羟化酶(HaTH)和多巴脱羧酶(HaDDC)基因的全长序列信息,并分析了序列特征;2)研究明确了HaTH和HaDDC在异色瓢虫整个发育历期均有表达;3)利用RNAi技术研究明确了HaTH和HaDDC均具有基因多效性,HaTH是异色瓢虫生长发育中的必需基因,HaDDC通过调控异色瓢虫卵母细胞到成熟卵粒的发育过程进而调控生殖力;4)利用RNAi技术研究明确了多巴胺黑色素合成途径是异色瓢虫鞘翅黑化的主要途径。该研究成果可为异色瓢虫鞘翅色斑多样性形成机制的解析提供理论基础,同时也为通过调控异色瓢虫种群结构提高其控害效率提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
多巴脱羧酶对异色瓢虫生殖力的调控机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈旭;田仁斌;徐庆宣;李姝;王甦;臧连生;肖达
  • 通讯作者:
    肖达
The Role of the Dopamine Melanin Pathway in the Ontogeny of Elytral Melanization in Harmonia axyridis
多巴胺黑色素通路在异色瓢虫鞘膜黑色化个体发育中的作用
  • DOI:
    10.3389/fphys.2019.01066
  • 发表时间:
    2019-08-27
  • 期刊:
    FRONTIERS IN PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Chen, Xu;Xiao, Da;Wang, Su
  • 通讯作者:
    Wang, Su
不同色型异色瓢虫转录组差异表达基因分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    植物保护学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈旭;陈梦瑶;王甦;臧连生;肖达
  • 通讯作者:
    肖达
Molecular and Potential Regulatory Mechanisms of Melanin Synthesis in Harmonia axyridis
异色瓢虫黑色素合成的分子及潜在调控机制
  • DOI:
    10.3390/ijms21062088
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xiao Da;Chen Xu;Tian Renbin;Wu Mengmeng;Zhang Fan;Zang Liansheng;Harwood James D.;Wang Su
  • 通讯作者:
    Wang Su
异色瓢虫色斑亚型差异性研究进展
  • DOI:
    10.16409/j.cnki.2095-039x.2021.07.017
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国生物防治学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖达;田仁斌;陈旭;吴萌萌;徐庆宣;张君明;臧连生;王甦
  • 通讯作者:
    王甦

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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖达
  • 通讯作者:
    肖达

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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