microRNA-133对飞蝗型变的调控机理

microRNA-133对飞蝗型变的调控机理

【摘要】：表型可塑性现象普遍存在,其中包括多种调控机制,基因的转录后调控是控制表型可塑性的一个重要方面。miRNA作为非编码RNA在基因的转录后调控中发挥重要作用,然而miRNA在表型可塑性中的作用机制尚不清楚。飞蝗两型转变是典型表型可塑性现象,在高密度下呈群居型,在低密度下呈散居型,且两型飞蝗在不同的种群密度条件下可以相互转变。前期研究结果发现,miRNA在群居型和散居型飞蝗中有显著差异表达；同时多巴胺代谢途径中的关键基因在飞蝗两型转变过程中起重要作用。我们推测miRNA可能调控了多巴胺通路中的关键基因,从而引起飞蝗型变。本研究以飞蝗为模式生物,研究miRNA介导的表型可塑性分子机理以及飞蝗型变的调控机制。通过生物信息学软件对靶向调控pale和henna基因进行miRNA预测,并利用qPCR对飞蝗两型进行miRNA和靶基因的定量,检测其表达趋势的相关性,获得潜在调控pale和henna基因miRNA为miR-133。利用miRNA的原位杂交和靶蛋白的免疫组化实验,发现miR-133在飞蝗前脑中特异性表达,与前脑中henna和pale的表达呈负相关。通过体外荧光素酶实验分析了miR-133和henna/pale之间的相互作用方式,结果发现miR-133与henna/pale有直接相互作用关系；而且miR-133靶位点结合在henna编码区,引起hennamRNA的降解；miR-133的靶位点结合在pale的3’UTR区,阻断pale的蛋白翻译。进一步的体内功能验证发现,群居型飞蝗过表达miR-133能够抑制henna和pale的表达,

并减少多巴胺的合成,导致群居型飞蝗的行为趋近散居型。与此相反,散居型飞蝗抑制miR-133的表达能够增强henna和pale的表达,提高多巴胺的合成并引起散居型飞蝗的行为趋近群居型。研究结果对揭示miRNA介导的表型可塑性分子机理具有重要科学价值,同时为筛选飞蝗防治潜在的新靶标,设计有效的环保型药物抑制飞蝗群居型形成具有重要的应用价值。【关键词】：microRNA表型可塑性行为型变多巴胺

【学位授予单位】：山西大学

【学位级别】：硕士

【学位授予年份】：2013

【分类号】：S433.2

【目录】：中文摘要8-9ABSTRACT9-11第一章前言11-171.飞蝗的型变11-131.1体色111.2行为11-121.3飞蝗的表型可塑性12-132.microRNA的结构与功能研究13-162.1miRNA的结构与加工13-152.2miRNA的功能15-163.本文的研究目的及意义16-17第二章靶向调控henna和pale的miRNA筛选17-351.引言172.材料与方法17-272.1飞蝗饲养172.2实验处理17-182.3miRNA靶标预测182.4miRNA反转录及qPCR18-192.5qPCR分析靶基因的表达19-212.6Westernblot分析靶蛋白的表达21-252.7miRNA的原位杂交

25-262.8靶蛋白的免疫组化实验26-273.结果与分析27-323.1靶向调控多巴胺通路的潜在miRNA预测273.2与“型”相关的miRNA与靶基因表达的相关性27-303.3miR-133、henna和pale在前脑中共定位30-324.讨论32-35第三章miR-133在体外与henna和pale的互作机制35-431.引言352.材料与方法35-382.1体外荧光素酶活性实验35-372.2miRNA调控靶基因的作用模式37-383.结果与分析38-403.1miR-133与henna和pale的相互作用383.2miR-133与henna 和pale之间的作用模式38-404.讨论40-43第四章microRNA-133对飞蝗型变的调控43-511.引言432.材料与方法43-452.1行为检测43-442.2荧光定量PCR442.3Westernblot442.4高效液相色谱法(HPLC)测定多巴胺含量44-453.结果与分析45-503.1miR-133agomir/antagomir对体内miR-133表达的影响45-473.2miR-133过表达或抑制后对体内靶基因表达和多巴胺合成的影响47-483.3miR-133抑制了飞蝗的群居行为48-504.讨论50-51全文总结51-53参考文献53-61硕士期间发表的论文61-62致谢62-63个人简历63-65 本论文购买请联系页眉网站。