室内饲养与野外采集的松墨天牛幼虫microRNA表达谱比较分析

【目的】昆虫随着生长环境的变化常常会有不同的生物学特性,其表观遗传调控机制研究值得关注。松墨天牛是松树萎焉病中松材线虫的媒介昆虫,但松墨天牛在实验室饲养和野外的不同条件下,其形态及发育速率有较大的区别,其表观遗传响应机制并不明确。通过比较分析microRNA表达谱揭示室内饲养和野外采集松墨天牛幼虫之间的差异,以期为松墨天牛幼虫的表观遗传研究提供参考。【方法】使用illuminaHiSeq 2000平台进行microRNA高通量测序,得到了实验室饲养和野外采集松墨天牛老熟幼虫的表皮、中肠microRNA库。鉴定保守microRNA和预测新microRNA,并对microRNA进行差异表达分析、靶基因预测、靶基因GO注释和KEGG功能富集分析。【结果】在室内饲养的松墨天牛表皮、中肠中分别鉴定出16、14个microRNA;在野外生存的天牛表皮、中肠中均鉴定出13个microRNA。与表皮相比,中肠的miRNA的表达量更高。与野外采集相比,在室内饲养天牛的microRNA表达量更高。17个microRNA表达量在室内饲养与野外采集的天牛之间有显著差异,比如novel-mir-62127、novel-mir-184731、novel-mir-290819等有明显上调,novel-mir-251851等明显下调。差异表达的miRNA的靶基因的功能主要富集在氨基糖代谢、几丁质代谢等糖代谢和甘油磷脂代谢、脂肪酸代谢等脂代谢过程。【结论】室内饲养和野外采集松墨天牛老熟幼虫的microRNA库存在明显差异,且不同的组织microRNA表达谱存在明显差异,提示经历室内恒定培养条件的松墨天牛具有表观遗传调控特征,为进一步研究松墨天牛发育、代谢的microRNA调控机制奠定了基础。

携带与非携带松材线虫的松墨天牛miRNA表达谱比较分析

【目的】松墨天牛是松树的重要蛀干害虫,也是林业重大外来入侵种松材线虫的媒介昆虫。虽然松墨天牛和松材线虫互作的化学生态和分子进化机制受到人们的广泛关注,但miRNA等表观遗传因子在天牛—线虫互作中的作用未见报道。【方法】使用illumina HiSeq 2000平台进行miRNA高通量测序,得到4个携带线虫的天牛miRNA库和4个未携带线虫的天牛miRNA库。此外,对鉴定出的miRNA进行了差异表达分析,并对这些miRNA的靶基因进行了GO注释和KEGG通路富集分析。【结果】在携带线虫的天牛表皮、脂肪体、中肠和气管样本中分别鉴定出780、802、617和762个miRNA;在未携带松材线虫的天牛的不同组织样本中分别鉴定出784、723、713和837个miRNA。在携带松材线虫的松墨天牛中,某些已知miRNA表达量会显著升高,如miR-14、miR279和miR-312等。差异表达miRNA的功能大多指向代谢、免疫等方面。【结论】miRNA在松墨天牛和松材线虫互作中起着重要的调控作用。