两种基因型褐飞虱群体的遗传调节及其分子机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31672021
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1402.农业昆虫学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Population regulation is one of the foundational items in population ecology, and is also the basis determining population dynamics of insect pests. Because of lack of experimental materials, genetic regulation of insect populations was rarely reported. Here, using high- and low-fecundity genotype of the brown planthopper (BPH) Nilaparvata lugens as materials, genetic regulation of BPH populations in these two genotypes will be studied. Then, the effects of environmental factors (high temperature and resistant rice variety) on BPH population growth of the two genotypes will be studied and compared. Finally, through measurement of BPH hormones (20E, juvenile hormone, etc) and phosphorylation of fecundity-related proteins such as AKT, AMPK and FOXO, as well as sequencing and analysis of transcriptome, we will study signaling pathways and molecular mechanisms involved in the population regulation of the two BPH genotypes via density effect and environmental factors. The novelty of this proposal lies in the pioneer study of genetic regulation of agricultural insect pests with two genotypes and its molecular mechanisms. The finding gained is helpful for understanding the molecular mechanism of population outbreak of agricultural insect pests such as BPH, and is also of importance for forecasting and management of the pests.
种群调节是种群生态学的一个核心问题,也是决定害虫数量动态的基础。由于实验材料缺乏,关于昆虫种群的遗传调节鲜有报道。本项目以褐飞虱高繁殖力和低繁殖力基因型群体为实验材料,研究其遗传调节规律;然后,比较研究环境因子(高温和抗虫水稻品种)对2种基因型褐飞虱群体数量增长的影响;最后,通过褐飞虱激素(20E、保幼激素等)和繁殖力相关蛋白(AKT、AMPK和FOXO等)磷酸化测定以及转录组测序和分析等手段,研究2种基因型群体通过密度效应和环境因子调节其数量的信号通路及分子机制。创新之处在于:率先研究农业害虫2种基因型群体的遗传调节及其分子机制。研究结果有助于解析褐飞虱等农业害虫种群暴发的分子机制,对其预测预报和针对性防控也有重要指导意义。

结项摘要

种群调节是种群生态学的一个核心问题,也是决定害虫数量动态的基础。由于实验材料缺乏,关于昆虫种群的遗传调节鲜有报道。本项目以褐飞虱高繁殖力和低繁殖力基因型群体为实验材料,研究其遗传调节规律。结果表明,两种基因型褐飞虱群体除繁殖力存在极显著差异外,高繁殖力基因型群体的雌成虫体重和蜜露分泌量也显著高于低繁殖力基因型群体,而低繁殖力基因型群体的卵孵化率更高。阐明了两种基因型褐飞虱的若虫密度效应,其种群动态变化符合种群遗传调节学说。抗虫水稻品种IR36和密度效应互作对高繁殖力基因型群体的影响较大,低繁殖力基因型群体的环境耐受力更强,种群增长更稳定。多巴胺的生物合成是两种基因型褐飞虱应对密度变化时影响其繁殖力的关键调控因子,酪氨酸羟化酶基因Nlpale为其中的关键因子。已发表学术论文3篇,投稿Molecular Ecology论文1篇。完成了计划研究内容和目标。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparative analysis of the ecological fitness and transcriptome between two genotypes of the brown planthopper Nilaparvata lugens
两种基因型褐飞虱生态适宜度和转录组比较分析
  • DOI:
    10.1016/s2095-3119(19)62768-1
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Journal of Integrative Agriculture
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Liu Kai;Chen Zhan;Su Qin;Yue Lei;Chen Weiwen;Zhang Wenqing
  • 通讯作者:
    Zhang Wenqing
褐飞虱卵巢特异性基因Nl10847的功能初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    环境昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黎丹;官展文;黄诗韵;张文庆
  • 通讯作者:
    张文庆
FoxO directly regulates the expression ofTOR/S6Kandvitellogeninto modulate the fecundity of the brown planthopper
FoxO直接调控TOR/S6K和卵黄原的表达调节褐飞虱的繁殖力
  • DOI:
    10.1007/s11427-019-1734-6
  • 发表时间:
    2020-06-18
  • 期刊:
    SCIENCE CHINA-LIFE SCIENCES
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Dong, Yi;Chen, Weiwen;Zhang, Wenqing
  • 通讯作者:
    Zhang, Wenqing

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AI项目解读示例

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:

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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。
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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。
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AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
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          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
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          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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