菜粉蝶成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】建立菜粉蝶Pieris rapae成虫触角转录组数据库,利用生物信息学和分子生物学手段深入挖掘菜粉蝶基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台(Illumina NovaSeq 6000)对菜粉蝶成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分析,对PrapOR1,PrapOR2,PrapOR5,PrapOBP1,PrapOBP4,PrapOBP5,PrapSNMP1,PrapSNMP2和PrapSNMP39个差异表达的嗅觉相关基因进行qRT-PCR验证。【结果】菜粉蝶成虫触角转录组共获得17.65 GB测序数据(NCBI登录号:PRJNA869896),经过滤和序列拼接共得到116317条转录本,随后进行Corset层次聚类获得43390条unigene,经BUSCO评估,拼接质量完整度好,准确性高。注释到的unigene数目从大到小排列的数据库依次为NT,NR,Pfam,GO,Swiss-Prot,KEGG和KOG/COG;进一步进行基因功能注释分析,筛选得到176个嗅觉相关基因,其中19个基因差异表达,包括在雌成虫触角中高表达的15个基因和在雄成虫触角中高表达的4个基因。qRT-PCR验证结果表明,PrapOR1和PrapOR2在雄成虫触角中高表达,PrapOR5,PrapOBP1,PrapOBP4,PrapOBP5,PrapSNMP1,PrapSNMP2和PrapSNMP3在雌成虫触角中高表达,与转录组测序结果相符。【结论】本研究建立了菜粉蝶成虫触角转录组数据库,筛选得到了嗅觉相关基因,并对嗅觉相关基因进行了差异表达分析,研究结果为进一步研究菜粉蝶的基因功能及嗅觉分子机制奠定了理论基础。

绿豆象触角转录组及嗅觉相关基因的分析

【目的】建立绿豆象Callosobruchus chinensis触角转录组数据库,挖掘绿豆象的基因数据。【方法】采用高通量测序平台(Illumina Hiseq)对绿豆象成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】共获得51.10 Gb的clean data(NCBI SRA数据库登录号:SRP119884)及83 535条unigenes,长度在1 kb以上的unigenes有15 075条,unigenes的N50为1 492 bp。使用BLAST软件将绿豆象触角Unigene序列与公共数据库比对,共注释到22 148条unigenes,其中NR数据库注释的unigenes最多,为18 744条,且与赤拟谷盗Tribolium castaneum的相似基因最多,达39.57%。通过GO数据库注释,将unigenes功能分为细胞组分、分子功能与生物学过程三大类54个分支,其中参与代谢进程以及结合与催化活性的unigenes比例较大。KEGG代谢途径分析表明,9 084条unigenes形成289条代谢通路,其中核糖体代谢通路所含unigene最多,为516条。进一步基因注释分析筛选到140个嗅觉相关基因,包括12个气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,4个化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)基因,116个气味受体(odorant receptor,Or)基因,1个离子型受体(ionotropic receptor,IR)基因和7个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein,SNMP)基因,并用FPKM值对基因表达量进行评估。【结论】本研究获得了绿豆象触角转录组数据,为进一步研究绿豆象的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定分子基础。

点蜂缘蝽触角转录组及化学感受相关基因的分析

【目的】点蜂缘蝽Riptortus pedestris主要为害豆科作物,成虫和若虫刺吸汁液,造成严重损失,目前对该虫的研究较少,基因信息缺乏。本研究旨在获得点蜂缘蝽的触角转录组数据,开发基于嗅觉防治害虫的新方法。【方法】利用Illumina Hi SeqTM4000高通量测序技术测定了点蜂缘蝽成虫触角转录组,并进行了生物学信息分析。【结果】共获得45 802 812条clean reads,包括6.87 Gb(Gen Bank登录号:SRR4429103)。拼接92 259条unigenes,平均长度为618 bp,N50为1 013 bp。在7大数据库中注释到21 365条unigenes。通过进一步转录组数据分析,我们鉴定出219个点蜂缘蝽化学感受相关基因,包括188个嗅觉受体、6个味觉受体、2个离子型受体、4个感觉神经元膜蛋白、8个气味结合蛋白和11个化学感受蛋白。氨基酸序列分析发现,RpedOBP1和RpedOBP2在第6个保守的半胱氨酸后又多了3个保守的半胱氨酸位点,属于加Plus-C气味结合蛋白家族。【结论】本研究获得了点蜂缘蝽触角转录组数据,并鉴定出嗅觉相关基因,结果为今后利用嗅觉基因靶标防治点蜂缘蝽提供了重要的分子生物学信息数据。

茶谷蛾成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

为筛选茶谷蛾嗅觉相关基因,采用IlluminaHiSeq 4000高通量测序平台分别对茶谷蛾雌雄成虫触角进行转录组测序及生物信息学分析,共获得茶谷蛾触角转录组37708条unigenes。通过同源性比对,在NR数据库成功注释16027条unigenes;有11701条unigenes得到GO注释,根据其功能可分为细胞组分、分子功能和生物过程三大类40亚类;有6047个unigenes得到KOG注释,按照功能分为25类;根据KEGG数据库,有12009条unigenes注释到283个通路。根据注释信息,挖掘到238个候选嗅觉相关基因,包括108个气味结合蛋白基因,55个气味/嗅觉受体基因,26个味觉受体基因、25个离子型受体基因、11个化学感受蛋白基因、4个感觉神经元膜蛋白基因、4个感官知觉基因、4个化学感受受体基因和1个气味降解酶基因。通过基因差异表达分析,筛选出12个气味结合蛋白基因、9个气味/嗅觉受体基因、4个信息素结合蛋白、3个味觉受体基因、1个化学感受蛋白基因和1个离子型受体蛋白基因。本研究获得了茶谷蛾触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,为进一步研究茶谷蛾的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。

七星瓢虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】瓢虫科食性高度分化。本研究旨在通过建立七星瓢虫Coccinella septempunctata触角转录组数据库,探讨其触角嗅觉相关基因与食性分化的关系。【方法】采用Illumina HiSeq 4000高通量测序平台对七星瓢虫成虫触角转录组进行测序、组装、注释,挖掘嗅觉相关基因,并与已发表的茄二十八星瓢虫Henosepilachna viginyioctopunctata转录组进行比较。【结果】共获得七星瓢虫触角转录组31775条unigenes,其中69.71%的序列得以注释,NR数据库中注释最多,为20539条。据注释信息,挖掘到27个嗅觉相关基因,包括1个气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,13个化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)基因,4个气味受体(odorant receptor,OR)基因,7个味觉受体(gustatory receptor,GR)基因和2个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein,SNMP)基因。相对应地,在植食性茄二十八星瓢虫转录组中鉴定到38个嗅觉相关基因,包括七星瓢虫中未发现的1个离子型受体(ionotropic receptor,IR)基因。在各类型嗅觉相关基因中,茄二十八星瓢虫转录组的OBP基因比例(13.16%)高于七星瓢虫触角转录组的(3.70%),而七星瓢虫触角转录组的GR基因比例(25.93%)则高于茄二十八星瓢虫转录组的(13.16%)。【结论】触角嗅觉相关基因数目不是昆虫食性分化的主因。本研究获得了七星瓢虫触角转录组学资源,初步探讨了嗅觉相关基因同瓢虫食性分化的关系,为了解瓢虫乃至昆虫食性分化的分子基础提供了信息。

花椒窄吉丁触角转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】建立花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi成虫触角转录组数据库,挖掘嗅觉相关基因,为今后研究其触角的化学感受机制及生物防控提供理论支撑。【方法】采用高通量测序平台Illumina NovaSeq 6000对花椒窄吉丁雌雄成虫触角进行转录组测序,用Trinity软件对获得的高质量reads进行序列拼接与组装;使用BLAST软件将触角转录组数据比对NR,NT,Swiss-Prot,GO,KEGG,BLASTX,eggNOG,Pfam,TmHMM,SignalP,KO,Map,BLASTP和RNAMMER公共数据库;基于初步筛选到的花椒窄吉丁候选气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)以及其他鞘翅目昆虫的同源蛋白的核苷酸序列,利用MEGA软件进行系统进化分析。运用RPKM(reads per kilobase per million mapped reads)值对嗅觉相关基因表达量进行分析。【结果】花椒窄吉丁雌雄成虫触角转录组测序共获得36209条基因和90982条转录本,其N50分别为2103和2523 bp,组装完整性较高。注释到NR数据库的基因最多(41.62%),其中与赤拟谷盗Tribolium castaneum相似基因所占比例最高(19%)。在GO数据库中比对到11614个基因,按功能分为细胞组分、分子功能与生物学进程三大类57个分支,其中分子功能大类中的结合(70.57%)与催化活性(45.51%)相关基因占比最多;KEGG代谢途径分析表明,7427条基因参与了5类代谢通路,其中涉及信号转导的基因最多,为815条;筛选到7个候选OBP基因和5个具有全长开放阅读框的CSP基因,其编码蛋白均具有化学感受蛋白家族的典型特征。系统进化分析表明,花椒窄吉丁OBPs和CSPs分别与苹果小吉丁A.mali的OBPs和CSPs氨基酸序列一致性最高。RPKM值表明,嗅觉相关基因AzanOBP1和AzanOBP2在雌成虫触角中不表达,在雄成虫触角中微量表达;AzanOBP3在雄成虫触角中高丰度表达。【结论】首次获得了花椒窄吉丁成虫触角转录组数据,筛选到了花椒窄吉丁OBP,CSP,Or,IR和SNMP等的嗅觉相关基因。推测触角中高丰度表达的OBPs对雄成虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用。研究结果可为花椒窄吉丁化学感受基因功能分析及嗅觉感受机制研究奠定分子基础。

叉角厉蝽触角转录组及嗅觉相关基因分析

叉角厉蝽Eocanthecona furcellata是一种在生物防治方面有重要作用和潜力的捕食性天敌昆虫,触角是昆虫进行信息交换的重要器官,而嗅觉相关基因则是调控天敌昆虫捕食行为的重要分子基础。为获得叉角厉蝽触角转录组数据库,挖掘叉角厉蝽嗅觉相关基因,本研究利用Illumina高通量测序平台对叉角厉蝽雌雄成虫与5龄若虫触角进行转录组测序。成功构建了叉角厉蝽触角转录组,获得了67843条unigenes,N50长度为2300 bp。与七大公共数据库比对注释到27686条unigenes,其中NR数据库注释最多(33.33%),且与茶翅蝽Halyomorpha halys相似度最高(64.20%)。14258条注释到GO数据库中,分为生物过程、细胞组分和分子功能3个大类42个亚类;KEGG代谢途径分析表明,7703条形成282条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多(11.50%)。进一步基因注释分析,鉴定得到134个候选嗅觉相关基因,32个化学感应蛋白基因(Chemosensory protein genes,CSP),10个气味结合蛋白基因(Odorant binding protein genes,OBP),21个气味受体基因(Gustatory receptor genes,GR),48个嗅觉受体基因(Olfactory receptor genes,OR),17个离子型受体基因(Ionotropic receptor genes,IR),6个感觉神经元膜蛋白基因(Sensory neuron membrane protein genes,SNMP)。通过比较叉角厉蝽5龄若虫、雌雄成虫触角转录组,共筛选出7324个差异表达基因,分析发现5龄若虫与成虫间的差异表达基因较多,雌雄成虫之间差异表达基因较少;利用FPKM值对OBP与CSP基因进行表达量分析发现,大部分OBP与CSP的表达量在雌雄间差异不大,而若虫与成虫相比基因表达量差异较大,除少部分基因在5龄若虫中高表达外,其余大部分基因均在雌雄成虫间高表达。本研究获得了叉角厉蝽触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究叉角厉蝽的嗅觉感受机制及昆虫化学生态奠定分子基础。

灭字脊虎天牛触角转录组中气味结合蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】发掘灭字脊虎天牛(Xylotrechus quadripes Chevrolat)成虫触角中的OBP基因,明确OBP基因在成虫不同组织的表达情况。【方法】采用Illumina HiSeq^(TM) 2000测序平台对灭字脊虎天牛的触角进行转录组测序,利用BLAST同源搜索的方法鉴定OBP基因,采用RT-PCR技术研究OBP基因的表达谱。【结果】从灭字脊虎天牛的触角转录组中共鉴定到24个OBP基因,所有OBP基因均具有全长开放阅读框(123~180个氨基酸)和信号肽序列(16~23个氨基酸)。多序列比对结果表明,不同OBP间一致性较低,其平均值为19.4%。序列比对和进化树分析结果表明,9个OBP具有6个保守的半胱氨酸,属于Classic OBPs家族;15个OBP具有4个保守的半胱氨酸,属于Minus-C OBPs家族。RT-PCR结果表明,Xqua OBP4、OBP8、OBP18和OBP21在触角特异表达;Xqua OBP2、OBP3、OBP7和OBP20在触角高表达,另外在其他组织中也有表达;其他OBPs基因在检测的两个或多个组织中均有不同程度的表达。【结论】从灭字脊虎天牛触角转录组中共鉴定得到24个OBP基因,其中部分基因在触角特异或高表达,很可能参与嗅觉功能;部分基因在非嗅觉组织中有表达,很可能具有非嗅觉功能。

大蜡螟触角转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】大蜡螟Galleria mellonella Linnaeus是世界范围内蜂群中普遍存在的害虫,给世界养蜂业带来了巨大的危害。本研究旨在建立大蜡螟触角转录组数据库,挖掘大蜡螟嗅觉相关基因,为今后利用嗅觉基因靶标防治大蜡螟提供分子生物学信息数据。【方法】利用高通量测序平台(Illumina HiSeq^TM 2500)对大蜡螟触角进行转录组测序和组装,通过筛选转录组数据库,鉴定出嗅觉相关基因。【结果】成功构建了大蜡螟触角转录组,经序列拼接获得188278条unigenes,平均长度为781 bp,N50为1161 bp。使用BLAST软件将大蜡螟触角unigenes序列与7大公共数据库比对,共注释到108047条unigenes,其中NR数据库注释的unigenes最多,为78746条,占41.82%,且NR注释的大蜡螟unigenes中与家蚕Bombyx mori类似基因最多,为18.4%。将unigenes与GO数据库比对发现,共有69794条unigenes注释到GO数据库中,按照其所参与的生物过程、细胞组分和分子功能对其进行GO功能分类,共含有55个亚类,其中参与结合和催化功能及代谢过程的unigenes比例较大;KEGG代谢途径分析表明,14699条unigenes形成231条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多,为2401条,占16.33%。进一步基因注释分析,鉴定得到226个候选嗅觉相关基因,包括52个气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)基因,36个化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)基因,80个气味受体(Odorant receptors,ORs)基因,56个离子型受体(Ionotropic receptors,IRs)基因和2个感觉神经元膜蛋白(Sensory neuron membrane proteins,SNMPs)基因;通过比较雌、雄大蜡螟转录组鉴定出114个差异表达基因,包括5个嗅觉相关基因(OBP8、OBP17、CSP3、CSP34和OR15);114个差异表达基因中,66个基因在雌蛾触角中高表达,48个基因在雄蛾触角中高表达。【结论】本研究获得了大蜡螟触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究大蜡螟的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。

锤胁跷蝽触角转录组分析

为了获得锤胁跷蝽(Yemma signatus Hsiao)触角基因信息,本研究使用Illumina HiSeq TM 4 000高通量测序技术对锤胁跷蝽成虫触角进行转录组测序和生物学信息分析。共获得61 080 938条clean reads,包括9.16 G (GenBank登录号:SRR3348966)。拼接115 491条unigenes,平均长度为578 bp,N50为863 bp。在7大数据库中注释到46 224条unigenes,其中在NR数据库中注释的基因最多,为32 842 (28.43%)条,与内华达古白蚁(Zootermopsis nevadensis)相似度最高(9.0%)。转录组数据分析鉴定出125个与嗅觉相关的基因,其中66个嗅觉受体、11个味觉受体、1个离子型受体、3个感觉神经元膜蛋白、30个气味结合蛋白和14个化学感受蛋白基因。本研究首次获得锤胁跷蝽触角转录组数据,并鉴定出嗅觉相关基因,本研究为今后利用嗅觉基因靶标防治害虫提供了分子生物学信息数据。

云斑天牛成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】 建立云斑天牛Batocera horsfieldi (Hope)成虫触角转录组数据库,深入挖掘云斑天牛的基因数据信息。【方法】 采用高通量测序平台(Illumina HiSeq)对云斑天牛成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】 云斑天牛成虫触角转录组共获得137 485条Transcript序列和69 214条Unigene序列;其中,Transcript序列平均长度1 142 bp,Unigene序列平均长度1 983 bp。将Unigene分别比对到NR、NT、SwissProt、KO、PFAM、GO、KOG数据库进行基因功能注释,NR注释41 636条,NT注释14 895条,KO注释19 287条,SwissProt注释33 442条,PFAM注释34 687条,GO注释35 321条,KOG注释20 582条。NR注释表明,72.0%的云斑天牛Unigene与赤拟谷盗Tribolium castaneum和中欧山松大小蠹Dendroctonus ponderosae具有相似性。基因功能注释分类表明,云斑天牛成虫触角转录组在GO数据库三大类中包含5个最主要功能,分别是细胞过程、代谢过程、单有机体过程、结合和催化活性,分别占20 912、19 086、17 202、21 477和15 823条Unigenes;云斑天牛转录组在KOG数据库26个功能目录共注释20 585条Unigenes,其中,翻译后修饰、蛋白质转换和伴侣共有1 977条,一般功能预测3 285条(最多),信号传导机制3 053条,合计8 315条占全部Unigenes 40.39%;总共19 287条Unigenes分至5个KEGG功能类别,其中细胞过程6 793条,环境信息处理6 255条,遗传信息处理3 038条,代谢3 852条,有机系统3 508条。进一步基因功能注释分析筛选得到161个嗅觉相关基因,包含96个气味结合蛋白(Odorant binding protein,OBP),34个化学感受蛋白(Chemosensory protein,CSP)和31个气味受体(Odorant receptor,OR)。【结论】 本研究获得了云斑天牛成虫触角转录组数据库,为进一步研究云斑天牛的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定了分子基础。

悬铃木方翅网蝽触角气味结合蛋白基因鉴定

【目的】悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata是专性危害悬铃木属Platanus植物的外来入侵害虫,本研究旨在获得该害虫触角中气味结合蛋白(OBPs)基因信息,以期寻求有效控制害虫的嗅觉分子靶标。【方法】利用Illumina HiSeq^(TM) 4000高通量测序技术对悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角进行转录组测序并对测序结果进行生物信息学分析;通过实时荧光定量PCR(qPCR)方法,分析OBP基因在悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角中的表达模式。【结果】对悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角6个样品的转录组测序,共获得40.87 Gb clean reads,各样品的序列长度均达到6.31 Gb。转录组数据分析共鉴定出26个推测的悬铃木方翅网蝽OBP基因,其编码蛋白中24个(CcilOBP1-24)属于Classic OBPs,CcilOBP25/26属于Plus-C OBPs;与半翅目其他昆虫相关OBPs系统发育分析表明,大部分CcilOBPs形成独立一簇,少数与其他半翅目昆虫OBPs直系同源。qPCR分析显示,有11个OBP基因在雌雄成虫触角中表达量差异显著,其中有9个OBP基因(CcilOBP5/6/9/10/17/18/21/24/25)在雄成虫触角中显著高表达,有2个OBP基因(CcilOBP14/16)在雌成虫触角中显著高表达。【结论】本研究获得了悬铃木方翅网蝽成虫触角气味结合蛋白基因信息,研究结果为生物控制该害虫提供了重要基础数据和候选分子靶标。

绿芫菁成虫触角中气味结合蛋白和化学感受蛋白基因的鉴定和表达分析

【目的】建立绿芫菁Lytta caraganae成虫触角转录组数据库,并挖掘和鉴定其成虫触角中嗅觉识别相关的气味结合蛋白(odorant-binding proteins,OBPs)和化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)基因。【方法】采用Illumina HiSeq平台对绿芫菁成虫触角进行转录组分析,比对NR,NT,KO,Pfam,Swiss-Prot,GO和KOG数据库进行基因注释,根据注释信息筛选绿芫菁OBP和CSP基因;利用ClustalX 1.83和MEGA 7.0软件分别分析OBP和CSP基因结构特点及进化关系;通过qRT-PCR技术测定绿芫菁雌雄成虫触角中OBP和CSP基因的表达量。【结果】从绿芫菁成虫触角转录组中共获得51028条transcripts和41998条unigenes;基因注释结果表明,在NR数据库中匹配度最高(87.3%)的物种是赤拟谷盗Tribolium castaneum;筛选到22个OBP基因和7个CSP基因,序列比对结果显示,有13个LcarOBPs包含6个保守的半胱氨酸残基,属于classic OBPs;系统进化树表明,绿芫菁的OBPs和LcarCSPs分别与眼斑沟芫菁Hycleus cichorii和大斑沟芫菁H.phaleratus的OBPs和CSPs序列氨基酸一致性最高,表明进化关系最近;qRT-PCR结果显示,2个LcarOBPs基因和2个LcarCSP基因在绿芫菁雄成虫触角中高表达,10个LcarOBP基因和2个LcarCSP基因在雌成虫触角中高表达。【结论】本研究首次鉴定了绿芫菁成虫触角中的OBP和CSP基因,为进一步研究绿芫菁嗅觉识别机制提供了理论基础。

温室白粉虱触角miRNA转录组分析及调控嗅觉相关基因miRNA的鉴定

microRNA (miRNA)是一类真核生物中内源性的非编码小RNA,在基因转录后水平调控靶基因的小分子。温室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)是一种危害多种蔬菜、花卉及农作物等的世界性害虫,可以导致植物细菌性病害的传播和流行,其触角对温室白粉虱的取食、行为和生长发育等起到了重要作用。本研究以温室白粉虱成虫触角为材料,通过Illumina高通量测序平台对其miRNA转录组进行测序,结合生物信息学分析,鉴定到83个已知miRNAs和38个新miRNA (novelmirs),并对它们表达水平进行定量分析。此外,对已知miRNA种子序列碱基编辑情况进行了调查。最后,利用生物信息学工具对miRNAs进行靶基因预测和功能注释,获得了miRNA-靶基因关系及调控嗅觉相关基因的miRNAs。本研究为深入探讨温室白粉虱触角miRNA中嗅觉相关基因的调控关系,了解昆虫嗅觉形成的分子机制提供了参考。

绿眼赛茧蜂转录组分析及嗅觉相关蛋白基因的鉴定

【目的】绿眼赛茧蜂Zele chlorophthalmus是草地螟Loxoste gesticticalis幼虫重要天敌之一。本研究通过构建绿眼赛茧蜂触角转录组数据库,挖掘其与嗅觉相关的蛋白基因,为更好的利用绿眼赛茧蜂防治草地螟发挥其生防潜能提供理论依据。【方法】以Illumina Novaseq 6000高通量测序平台为基础,将绿眼赛茧蜂触角的基因进行转录组测序、组装序列,以及完成其生物信息学的研究分析,并对绿眼茧赛蜂触角的相关嗅觉基因做鉴定分析。【结果】成功构建绿眼赛茧蜂转录组数据库,数据库中的unigenes序列为65228条,N50为3882 bp。使用BLAST软件将绿眼赛茧蜂触角unigenes序列各自和Pfam、Swiss-Prot、NR、COG、KEGG、GO权威数据库进行对比,并完成基因功能相关注释,共注释基因数为18662条,占总数的28.61%。其中,NR数据库获得的注释最多,占总数的24.61%,为15863条,KEGG数据库获得的注释最少,为9612条(14.91%),其他依次为Pfam数据库注释数据库12164条(18.86%)、COG数据库注释15584条(24.17%)、GO数据库注释11634条(18.05%),Swiss-Prot数据库注释达到11634条,为总数的18.86%。借助GO数据库对unigenes的注释,其功能供分为三大类,可以细分49个分支,主要包括分子功能、细胞组分以及生物学过程。通过注释基因功能对嗅觉相关基因进行筛选,共发现151条和嗅觉有关的蛋白基因,包括3个感觉神经元膜蛋白基因、22个离子型受体基因、23个味觉受体基因、83个气味受体基因、6个化学感受蛋白基因、14个气味结合蛋白基因。【结论】成功收集了绿眼赛茧蜂触角转录组相关数据,并对与嗅觉相关的蛋白进行鉴定分析,为深入研究基因功能及嗅觉分子机制提供理论依据。

梨网蝽触角嗅觉相关基因分析

为阐明梨网蝽Stephanitis nashi对其寄主植物的化学感受机制,本研究采用高通量测序平台对梨网蝽成虫触角进行转录组测序,基于7大数据库对转录组数据进行基因功能注释,筛选获得梨网蝽的主要嗅觉相关基因并进行生物信息学和系统进化树分析。结果表明:共获得28017条unigenes,长度在1000 bp以上的unigenes有9921条;通过与7大数据库进行BLAST比对,梨网蝽触角转录组数据中的17891条unigenes被成功注释;在已成功注释的unigenes中,鉴定得到12个OBP基因和17个CSP基因,其中OBP基因所编码的蛋白有6个属于Classic家族;而CSP基因所编码的蛋白全部具有4个保守的半胱氨酸位点,符合昆虫CSP基因的结构特征。进化分析结果显示,梨网蝽6个OBP基因的氨基酸序列与其他昆虫OBP基因的氨基酸序列聚为3个分支;梨网蝽16个CSP基因与其他昆虫CSP基因的进化树也聚为3个分支。

桃小食心虫触角气味结合蛋白和化学感受蛋白基因的鉴定与进化分析

借助转录组测序技术发掘桃小食心虫(Carposina sasakii)触角中的气味结合蛋白(odorant binding protein,OBPs)和化学感受蛋白(chemosensory protein,CSPs)的基因,为后续研究以上两类嗅觉基因的功能提供基因资源保障。利用Illumina HiSeq 4000测序仪对桃小食心虫成虫触角cDNA文库进行测序,利用昆虫OBPs和CSPs的特征序列鉴定桃小食心虫的OBPs和CSPs基因,并对OBPs和CSPs编码氨基酸序列的相似性进行比对,通过构建邻接树对桃小食心虫OBPs、CSPs与其他鳞翅目昆虫同类基因的进化关系进行分析。结果表明,此次转录组测序共产生67060329个clean reads,从头拼接后得到82426个转录本,去冗余后最终获得63327个独立基因Unigenes。通过关键词搜索和PSI-BLAST比对,在桃小食心虫触角中共鉴定到26种OBPs和16种CSPs基因。序列比对发现桃小食心虫触角中的不同OBPs和CSPs的序列相似性较低,分别介于10.00%~78.57%和20.47%~75.20%之间;进化分析表明桃小食心虫OBPs和CSPs分化程度较高,绝大多数基因聚类至不同的进化分枝。本研究获得了桃小食心虫触角中大量的OBPs和CSPs基因,为进一步研究该虫嗅觉蛋白外周编码的分子机制提供了基础保障。