昆虫嗅觉受体Or83b-like基因内含子的进化研究

论文摘要

内含子是非常有用的研究物种进化的分子标记。从生物进化的角度来看,内含子的进化速率很快,保守程度远低于外显子,对内含子序列的比较研究,可以为我们研究近缘种的进化提供线索;内含子序列虽然进化很快,但是内含子在氨基酸序列中的插入位置却相对保守,这为我们从分子角度研究大范围的物种进化提供了新的依据。嗅觉对昆虫觅食、交配等行为有重要影响,榕小蜂利用嗅觉对寄主榕树的专一性识别可能是其产生交配前隔离的重要机制。Or83b-like基因是一类在不同昆虫间高度保守的非典型嗅觉受体基因,是昆虫嗅觉过程中的重要基因,对于其内含子的研究有助于我们揭示某些昆虫的部分进化问题。Philotrypesis pilosa和Philotrypesis sp.是寄生在对叶榕（Ficus hispida Linn）上的同属非传粉榕小蜂,二者可能拥有最近共同祖先。本文用PCR法对这两种小蜂的Or83b-like基因序列进行分析,结果表明:二者Or83b-like基因的编码区核苷酸序列及其翻译后的氨基酸序列一致度非常高,分别为98.2%和99.03%,内含子序列平均一致度也很高,为84.5%左右,进一步证明二者亲缘关系很近。我们在P. sp.的Or83b-like基因部分内含子序列中发现个体内及个体间具长度杂合现象（LVHs）,但P. pilosa却不存在。据此推测,P. pilosa为进化上已经趋于稳定的物种,而P. sp.则没有完全稳定。大规模基因组测序的发展,为我们进行多种研究提供了素材。通过由搜索全基因组和PCR法扩增得到的18种昆虫的Or83b-like基因gDNA序列的分析,发现其内含子位置与亲缘关系相关。越相近的物种,具有相同位置的内含子越多,可能是物种分化后自然选择压力的改变导致内含子的插入或缺失;对叶榕另外两种榕小蜂Ceratosolen solmsi与Apocrypta bakeri各丢失了一个最古老的内含子,暗示了榕果内环境对它们可能有特殊的选择压力。氨基酸序列越保守的区域内含子位置不易丢失,暗示内含子可能具有某些未知的功能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1 生物进化的分子痕迹
• 1.1 单核苷酸突变（点突变）——核苷酸替代
• 1.2 单核苷酸或多核苷酸的插入、缺失和倒位
• 1.3 小范围内较长片段的重组
• 2 生物进化的驱动力
• 2.1 自然选择学说（NATURAL SELECTION）
• 2.2 中性学说（NEUTRAL THEORY）
• 3 内含子
• 3.1 内含子的基本特征
• 3.1.1 内含子的分类
• 3.1.2 内含子的长度
• 3.1.3 内含子的位置与分布
• 3.1.4 内含子的序列特征
• 3.1.5 内含子的功能
• 3.1.6 内含子的起源
• 3.2 内含子的进化
• 3.2.1 序列突变率
• 3.2.2 长度及其变化
• 3.2.3 位置的进化
• 4 昆虫嗅觉识别过程
• 4.1 昆虫嗅觉感受器的一般结构
• 4.2 气味结合蛋白（OBPS）
• 4.3 嗅觉受体（ORS）
• 4.4 气味降解酶（ORS）
• 4.5 OR83B 家族
• 第二章 OR83B-LIKE 基因内含子2 个体内及个体间长度杂合现象揭示了PHILOTRYPESIS SP.的进化不稳定性
• 1 材料与方法
• 1.1 材料与试剂
• 1.2 DNA 提取
• 1.3 引物设计与合成
• 1.4 PCR 扩增、克隆与测序
• 1.4.1 gDNA 序列
• 1.4.2 内含子2
• 1.5 数据处理
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第三章 昆虫OR83B-LIKE 基因内含子位置的进化
• 1 材料和方法
• 1.1 基因组搜索（GENOME SCREENING）
• 1.2 CERATOSOLEN SOLMSI与APOCRYPTA BAKERI OR83B-LIKE基因的克隆
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 全文总结
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士期间论文发表情况