论文部分内容阅读
卫生害虫和农业害虫给人类的生活和生产带来了巨大的损失，以蚊媒为代表的医学害虫能够传播多种严重疾病，对人类的健康带来了巨大的威胁；以鳞翅目昆虫为代表的农业害虫也对人类的生产带来了巨大的损失。尤其是近些年来医药和农药大量的应用到生活和生产中，害虫的抗药性问题日益严重，因此寻找新的有效的害虫防治手段成为迫在眉睫需要解决的问题。转座子介导的转基因是生物控制策略中重要的一方面，目前广泛应用的转座子有P element, Minos等，而靶标基因则根据不同的目的有多种选择。论文共分两个章节，第一章鉴定了潜在的遗传操作工具MJ1转座子，第二章对家蚕翅原基中的PPO进行了系统的研究，两部分内容都为昆虫的生物控制提供了理论基础。第一章是在蚊媒中寻找了MJI转座子，发现其在不同的蚊种中存在水平转移的现象，更为重要的是MJI转座子可能仍然具有活性，可作为遗传操作工具使用。第二章则是在鳞翅目昆虫家蚕中发现翅原基中含有PPO，进一步研究发现翅原基中的PPO可能作为血淋巴中PPO的来源之一，而且PPO在翅膀的硬化过程中发挥了作用，除此之外PPO在免疫系统中发挥重要作用，可以作为昆虫控制的靶标基因。
第一章中研究了MJI转座子参与了近期发生的水平转移，并且MJI可能仍具有活性，可作为遗传操作工具。采用PCR测序及序列比对发现中华按蚊和埃及伊蚊的基因组中MJI转座子具有高度序列相似性；原位杂交结果显示在中华按蚊的染色体上具有MJI转座子信号，说明PCR得到的中华按蚊MJI并非是受到埃及伊蚊基因组的污染，而是中华按蚊基因组中存在着MJI转座子：TE-display和原位杂交实验的表明此转座子存在于这两个物种的基因组中并且属于低拷贝类型；实验中一共检测了24个蚊种，只有在赫坎按蚊种团和埃及伊蚊的基因组中含有完整的MJI转座子（中华按蚊属于赫坎按蚊种团的一员），这是说明MJI在不同的物种中具有不连续分布的特点，以上几方面的证据直接说明丁MJI转座子在不同蚊种中参与了水平转移。已知埃及伊蚊和赫坎按蚊种团早在1.45-2亿年以前在进化上发生了分离，但是它们的MJI/转座子间的核酸序列相似度高达99％，从进化角度来看，这恰恰说明此水平转移发生在近期，而且MJI具有完整的阅读框，具有编码转座酶的能力，所有这些都指出MJI在基因组中可能仍然具有活性。目前运用转座子作为遗传操作工具而成功实现转基因的事例已经有报道，如果蝇的Pelement。但是在蚊子中尚缺乏如此高效的遗传操作工具，鉴于MJI/可能仍具有活性的特点，可能成为对昆虫生物控制的出色遗传操作工具。
第二章中发现家蚕的翅原基中含有PPO，并且可作为血淋巴中PPO的来源之一。通过组织染色、Native-gel多巴胺染色、蛋白免疫印迹和RT-PCR方法研究证明了家蚕翅原基中含有PPO，另外通过免疫组织化学和原位杂交证实翅原基中的一类特殊细胞含有PPO蛋白同时也能检测到PPO mRNA的存在。进一步的研究表明翅原基中的PPO可以释放。在体外培养的条件下，PPO能够释放到培养基中，一个有趣的现象是：在与造血器官共培养时可以提高翅原基释放PPO的能力。在体内培养的条件下，血淋巴PPO在含有翅原基的结扎段中含量比没有翅原基的结扎断中的含量明显升高。将家蚕的翅原基手术摘除后．血淋巴中的PPO含量明显的减少，实验证明翅原基含有PPO并且可作为血淋巴PPO的潜在来源之一，据报道血淋巴中PPO主要来源于循环血细胞，本论文第一次通过实验证明除了循环血细胞外PPO可能还有其它的来源，如翅原基。用灭活的细菌免疫家蚕，检测发现翅原基的PPO转录水平都没有明显的变化，说明翅原基中的PPO与免疫应答无直接的关系，但却是血淋巴PPO稳定来源之一。进一步对蛹期前后翅中的PPO进行了详细的研究，发现PPO的行为在蛹期前后翅中与幼虫期翅原基中有着明显的不同，蛹期前后翅中PPO经过trypsin酶溶液消化后，带型发生了明显的变化，说明PPO可能与其它的物质发生交联而在翅的硬化中起了关键作用。
由于PPO的特殊性质，使得PPO与其它耙标基因相比有着不可比拟的优势，既可以通过适当增加PPO来提高有益昆虫的天生免疫，同时也可以抑制PPO降低有害昆虫的天生免疫，或者通过干扰PPO的活性影响昆虫发育从而达到对昆虫的生物控制。