Hox基因Abd-B调控萤火虫闪光行为的分子机制研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872281
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0403.动物生理与行为
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Fireflies flash or glow via light organs to communicate or warn predators. The theory of flash control was confirmed but molecular mechanism still remains unknown. We found Hox gene Abd-B not only regulates development of abdomen and light organ but also flash control behavior. We discovered that transcript depletion of Abd-B in aquatic firefly Aquatic leii resulted in not only extensive disruption of adult light organ in 1st –day-pupal stage but glow continuously in 3rd-day–day-pupal stage. We believe that’s a good method to explore the molecular mechanism of flash control. Comparing two different phenotypes and normal individuals, we can select and cloned relative genes. By using RNAi, we can confirm relative genes associated with flash control, expression pattern, feature of promoters and interaction network. Our application aims to establish a molecular regulation network of flash control. This study also provides important fundamental basis to understand diversity of flash signals and evolution.
萤火虫通过发光器发出的闪光信号进行两性交流和天敌警戒,人们已经初步弄清了闪光控制的生理机制,但是闪光控制的分子机制还知之甚少。申请者在研究Hox基因Abd-B调控雷氏萤腹部形体发育时,发现该基因对闪光行为有调控作用:在蛹期沉默该基因可以产生发光器不发光和发光器常亮的两种表型。这是研究萤火虫闪光控制的分子调控机制的切入点。通过比较研究两种表型和正常的个体:筛选并克隆受到Abd-B调控的闪光控制相关基因或蛋白;利用RNAi方法,验证Abd-B调控的闪光控制相关基因的作用,明确表达模式和启动子特征,阐明与之相关的基因互作关系网络。最终,探索Abd-B基因调控萤火虫闪光行为的分子机制。本项目的研究将建立一个萤火虫闪光行为的分子调控模型,并为萤火虫闪光信号的多样性及进化的研究提供重要理论基础。

结项摘要

萤火虫独特的闪光求偶行为是从位于腹部、独特的成虫发光器中发出的,成虫发光器是在蛹期从无到有、独立发生的。萤火虫成虫发光器发育及发光的关键在于发光细胞中荧光素酶的表达调控和如何转运至反应细胞器中。这方面的研究非常不充分。我们获得了稀有水生萤火虫雷氏萤的高质量染色体级别基因组。组装后获得1036.88Mb近染色体水平的基因组,其中Contig N50为10.8MB,Scaffold N50为125.6 MB。 Hi-C分析将支架组装到8条染色体上,超过99.57%的组装碱基位于染色体上。依托雷氏萤的高质量基因组数据,结合高效的RNAi技术平台、比较基因组学、及分子互作检测,我们对萤火虫成虫发光器的发育及发光机制进行了研究。我们首次证实了萤火虫发光的场所细胞器是过氧化酶体。我们还发现,在萤火虫成虫发光器的发育过程中,两个重要的hox转录因子AlABD-B和ALUNC-4通过互作,调控荧光素酶基因AlLuc1基因的表达;并调控参与荧光素酶蛋白AlLUC转运蛋白的表达,如过氧化酶体膜蛋白基因AlPex13,AlPex14,AlPxmp2,这些下游基因在将荧光素酶运输至过氧化酶体中发挥了关键的作用,从而调控萤火虫发光器的发育和发光行为。本研究为今后萤火虫及发光昆虫发光器发育以及发光行为的分子机制研究奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Selection and Validation of Suitable Reference Genes for RT-qPCR Analysis in the Rare Aquatic Firefly Aquatica leii (Coleoptera: Lampyridae).
稀有水生萤火虫 Aquatica leii(鞘翅目:萤科)RT-qPCR 分析合适内参基因的选择和验证
  • DOI:
    10.3390/insects12040359
  • 发表时间:
    2021-04-16
  • 期刊:
    Insects
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Fu X;Meyer-Rochow VB
  • 通讯作者:
    Meyer-Rochow VB
The complete mitochondrial genome of the firefly Curtos fulvocapitalis (Coleoptera: Lampyridae).
萤火虫 Curtos fulvocapitalis(鞘翅目:萤科)的完整线粒体基因组
  • DOI:
    10.1080/23802359.2021.1958080
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Mitochondrial DNA. Part B, Resources
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li W;Liu Q;Fu X
  • 通讯作者:
    Fu X
Reproductive Systems, Transfer and Digestion of Spermatophores in Two Asian Luciolinae Fireflies (Coleoptera: Lampyridae).
两种亚洲萤火虫(鞘翅目:萤科)的生殖系统、精细胞的转移和消化
  • DOI:
    10.3390/insects12040365
  • 发表时间:
    2021-04-20
  • 期刊:
    Insects
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Fu X;Ballantyne L
  • 通讯作者:
    Ballantyne L
The complete mitochondrial genome of the firefly, Diaphanes citrinus (Olivier), (coleoptera: Lampyridae).
萤火虫 Diaphanes citrinus (Olivier) 的完整线粒体基因组(鞘翅目:萤科)
  • DOI:
    10.1080/23802359.2019.1664351
  • 发表时间:
    2019-09-16
  • 期刊:
    Mitochondrial DNA. Part B, Resources
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Z;Fu X
  • 通讯作者:
    Fu X
The complete mitochondrial genome of the firefly, Abscondita chinensis (Coleoptera: Lampyridae)
萤火虫 Abscondita chinensis(鞘翅目:萤科)的完整线粒体基因组
  • DOI:
    10.1080/23802359.2018.1551090
  • 发表时间:
    2019-01-02
  • 期刊:
    MITOCHONDRIAL DNA PART B-RESOURCES
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    Wang, Jialu;Fu, Xinhua
  • 通讯作者:
    Fu, Xinhua
共 6 条
  • 1
  • 2
前往

正在为您生成内容...

付新华的其他基金

端黑萤闪光求偶信号分化机制的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
穹宇萤雌、雄发光颜色性二型的机制研究
  • 批准号:
    31672349
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
一雌多雄交配格局下胸窗萤的性选择研究
  • 批准号:
    31372252
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    78.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
萤光世界
  • 批准号:
    31220004
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
中国熠萤亚科分类及系统发育学研究
  • 批准号:
    31172137
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
光和性信息素在胸窗萤求偶行为中的作用机制研究
  • 批准号:
    30900147
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目