高温介导葡糖脱氢酶Glucose dehydrogenase (GLD)在班氏跳小蜂性别分配中的作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801801
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1402.农业昆虫学
  • 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

The invasive mealybug Phenacoccus solenopsis (Hemiptera: Pseudococcidae) has been recognized as an important pest in China, and Aenasius bambawalei (Hymenoptera: Encyrtidae) is the predominant accompanying parasitic wasp of this mealybug. Moreover, as an excellent biocontrol agent, the parasitization rate of this parasitic wasp could up to more than 60% in field. However, in the mass rearing, there are more male offspring in the population. Our previous findings have shown that 36 ℃could significantly enhance the proportion (45.5%) of female offspring of A. bambawalei . In addition, the expression of Glucose dehydrogenase (GLD) gene in this temperature is the most. On the other hand, GLD could facilitates both sperm uptake and release , and plays a critical role in the sex allocation. Thus, make clear the mechanism of high temperature mediate GLD for sex allocation of A. bambawalei is very important for solving the problem of more male offspring. In this study, 1)CRISPR/Cas 9 gene edit technology will be used to tested the comprehensive function of GLD; 2) the function of signal pathway which GLD involved in will be verified ; 3) mechanism of sex allocation resulted from the role of high temperature on GLD expression will be demonstrated. Our expected findings will uncover the mechanism involved in sex allocation in A. bambawalei, and on the other hand, will helpful for solving the problem of more male offspring in future.
班氏跳小蜂Aenasius bambawalei是重要入侵害虫扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis的优势伴迁天敌,野外寄生率达60%以上,应用前景广阔。室内饲养条件下,该蜂存在子代偏雄化现象。本课题组前期研究发现,36℃高温条件下该蜂的子代雌性比例可提高45.5%,且其体内葡糖脱氢酶Glucose dehydrogenase(GLD)表达量显著上调。GLD可参与精子的吸收和释放,与寄生蜂的性别分配密切相关。因此,研究高温介导GLD的作用机制,对于解决该蜂偏雄化问题具有重要指导意义。本项目将1)应用CRISPR9基因编辑方法,分析GLD功能;2)明确GLD参与的信号通路在性别分配中的作用;3)论证高温介导与GLD表达的关系。以上研究结果既有助于揭示班氏跳小蜂性别分配的内在机制,又可为解决该蜂偏雄化问题提供重要科学依据,以利于其规模化饲养及利用。

结项摘要

班氏跳小蜂Aenasius bambawalei 是重要入侵害虫扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis 的优势种伴迁天敌,野外寄生率达60%以上。室内饲养条件下,该蜂存在子代偏雄化现象。本课题组前期研究发现,36℃高温条件下该蜂的子代雌性比例可提高45.5%,且其体内葡糖脱氢酶Glucose dehydrogenase (GLD) 表达量显著上调。前人研究表明,GLD基因可参与精子的吸收和释放,与寄生蜂的性别分配密切相关。因此,研究高温介导GLD基因的作用机制,对于解决该蜂偏雄化问题具有重要指导意义。本项目分别利用CRISPR/Cas9和基因工程技术构建班氏跳小蜂GLD基因缺失和过表达突变体并验证其功能,结果均表明,高温通过影响GLD基因的表达量升高,从而使得其子代雌性比例升高;使用String数据库构建与GLD蛋白质相互的蛋白网络,并搜寻与GLD互作的上下游靶基因及其参与的信号通路,结果表明,Gaph2和Pgi参与的脂肪酸生物合成(map00061)与代谢(map01212)通路中包含若干与生殖相关的基因,如 elongation of very long chain fatty acids protein, fatty acyl-CoA reductase 1-like 和serine/ threonine-protein kinase等;利用CRISPR/Cas9技术构建班氏跳小蜂以上3个基因缺失突变体,荧光定量PCR结果表明,fatty acyl-CoA reductase 1-like 和serine/ threonine-protein kinase基因缺失个体的GLD基因表达量及子代雌性比例均显著下降,而elongation of very long chain fatty acids protein基因敲除之后,GLD基因表达量和子代雌性比例均无明显变化;通过比较高温和常温下GLD基因缺失个体的生殖腺发育速率、卵子和精子数量,结果表明,高温虽然能促进班氏跳小蜂GLD基因缺失个体雌雄生殖腺的发育,但因为GLD基因的缺失,使得精子的成熟与转运均受到影响,从而最终影响到班氏跳小蜂的子代雌雄性比。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The Effects of Temperature on the Development, Morphology, and Fecundity of Aenasius bambawalei (=Aenasius arizonensis).
温度对 Aenasius bambawalei (=Aenasius arizonensis) 发育、形态和繁殖力的影响
  • DOI:
    10.3390/insects12090833
  • 发表时间:
    2021-09-16
  • 期刊:
    Insects
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Zhang J;Tang Y;Huang J
  • 通讯作者:
    Huang J
Reproductive pattern in the solanum mealybug, Phenacoccus solani: A new perspective
茄粉蚧的繁殖模式:一个新的视角
  • DOI:
    10.7717/peerj.9734
  • 发表时间:
    2020-08-25
  • 期刊:
    PEERJ
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Huang, Jun;Zhi, Fuying;Lu, Yaobin
  • 通讯作者:
    Lu, Yaobin
The parasitoid Aenasius arizonensis prefers its natural host but can parasitize a nonnatural host in the laboratory: an opportunity for control of a new invasive mealybug
寄生蜂 Aenasius arizonensis 更喜欢其自然宿主,但可以在实验室中寄生非自然宿主:这是控制新入侵粉蚧的机会
  • DOI:
    10.1007/s10340-021-01406-y
  • 发表时间:
    2021-07-06
  • 期刊:
    JOURNAL OF PEST SCIENCE
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Huang, Jun;Zhi, Fuying;Lu, Yaobin
  • 通讯作者:
    Lu, Yaobin
Transcriptome profile analysis of the accompanying migratory parasitic wasp Aenasius bambawalei (= Aenasius arizonensis girault) (Hymenoptera: Encyrtidae): Genes related to fertilization involved at different stage of ovary development
伴随迁徙寄生蜂 Aenasius bambawalei (= Aenasius arizonensis girault) 的转录组谱分析(膜翅目:Ecyrtidae):与卵巢发育不同阶段的受精相关的基因
  • DOI:
    10.32604/biocell.2022.016563
  • 发表时间:
    2022-01-01
  • 期刊:
    BIOCELL
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang,Juan;Huang,Jun;Long,Xiuzhen
  • 通讯作者:
    Long,Xiuzhen

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  • 作者:
    禹保军;虎红红;王卫振;郭菊;黄增文;王影;周子航;顾亚玲;蔡正云;辛国省;张娟
  • 通讯作者:
    张娟

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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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