1、觸角是昆蟲重要的感覺器官,在昆蟲交配、繁殖、遷徙等活動中起著傳遞信息、感知外界環(huán)境的重要作用。觸角內存在著大量與氣味有關的蛋白,包括氣味結合蛋白、氣味受體、氣味降解酶等,昆蟲依靠這些蛋白和外界氣味分子結合,經過一系列復雜的過程,從而做出各種生理反應。MicroRNAs(miRNAs)是一類長度約為22nt的內源性非編碼小分子RNA,通過與mRNA的堿基互補配對來調控基因的表達。棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)是一種重要

2、的農業(yè)害蟲,成蟲的交配和繁殖多發(fā)生在夜間。交配時雌蛾會釋放出大量性信息素,雄蛾通過觸角來感受這些氣味分子然后進行繁殖。本論文對三組棉鈴蟲雄蛾觸角miRNA(光期組MA_D,暗期組MA和幼蟲期喂食亞致死劑量BT阿維菌素的BtA組)進行高通量測序和生物信息學分析,挖掘出新的miRNA,然后通過差異分析,進行miRNA靶基因預測和功能注釋,以期能夠發(fā)現雄蛾觸角內與氣味反應相關的miRNA和其靶基因,為人們了解昆蟲嗅覺系統(tǒng)的過程以及棉鈴蟲的防治

3、提供新的思路和理論依據。
　　在三組測序結果的miRNA種類和表達量分布對比中,MA組和MA_D組大致相同,但BtA組在種類和數量上少于前兩組,且讀數在0-1次的低表達量miRNA只有10條。經過進一步的比對,發(fā)現BtA農藥能明顯降低棉鈴蟲雄蛾觸角內miRNA的表達,且主要表現在低表達量的miRNA上。
　　在表達量讀數對比中,調控昆蟲免疫系統(tǒng)的let-7家族miRNA在BtA組中上調顯著,而let-7家族基因被證實能調控昆

4、蟲的免疫系統(tǒng)。所以,可以推斷BtA農藥通過改變 let-7基因的表達影響棉鈴蟲雄蛾的免疫系統(tǒng),而這在棉鈴蟲觸角內是首次被發(fā)現的。另外兩個家族的miRNA,mir-276和mir-1000在BtA組中顯著下調,且這兩個家族miRNA被證明大量存在昆蟲大腦中,可能調控神經系統(tǒng)和視覺系統(tǒng),推測mir-276和mir-1000的差異表達可能是引起棉鈴蟲雄蛾在行為上的差異的原因之一。
　　通過靶基因預測和功能注釋,發(fā)現和昆蟲氣味反應相關的m

5、iRNA總共有9條,其中包括2條新序列和7條保守序列,且都為表達量較高的miRNA。MA組和MA_D組對比中有4條miRNA的倍數變化在50％以上(一條在MA_D組中上調,另外三條在MA_D組中下調),結合以前對蛾類昆蟲求偶、交配節(jié)律的研究,可以推測,這些miRNA可能調控雄蛾觸角內某些基因的表達從而影響雄蛾對雌蛾釋放的性信息素的接收。而BtA組比MA組倍數變化在50%以上的則有8條,幾乎所有跟氣味相關的miRNA都在這兩組中的表達量具