摘要：【目的】研究松材线虫中与性别决定相关基因Bxy-mix-1的表达特性和生物学重要功能,明确该基因在松材线虫性别分化和繁殖交配中的作用,为从雌雄比例调节角度探索以该基因为靶标设计分子药物提供理论依据。【方法】根据松材线虫基因组设计引物、克隆Bxy-mix-1基因。对Bxy-mix-1进行生物信息学分析。利用RT-qPCR技术和原位杂交技术探究Bxy-mix-1基因在松材线虫各龄期的表达水平和表达部位,以明确其时空动态表达特性,采用RNA干扰技术探究该基因在松材线虫生长发育中的作用。【结果】生物信息学结果显示,松材线虫Bxy-mix-1基因的全长CDS为2163 bp,共编码1171个氨基酸,属于SMC蛋白家族。Bxy-mix-1基因在松材线虫各发育阶段均有表达,胚胎期表达量最低,2龄、3龄、4龄表达量逐渐升高,成虫期表达水平最高,且基因表达水平具有雌、雄虫差异性,即雌虫的基因表达水平显著高于雄虫。原位杂交结果表明Bxy-mix-1基因在松材线虫胚胎期呈现全胚胎表达,2龄期、3龄期表达集中在体中后段,4龄和成虫期出现雌、雄差异性表达,即在雌、雄虫的性腺以及雄虫的交合刺表达。Bxy-mix-1基因沉默后,雌雄比例统计结果显示,松材线虫的雌雄比率显著下降。交配结果显示,松材线虫雄虫错误定位率显著升高,雌虫被干扰后的平均产卵量显著下降。【结论】松材线虫Bxy-mix-1基因属SMC蛋白家族,基因表达水平及表达部位皆具有雌、雄虫显著差异性。研究表明Bxy-mix-1基因对松材线虫的性别决定和生殖交配行为具有重要的调控功能。

摘要：【目的】研究松材线虫Bxy-cul-1基因的表达特性和生物学功能,明确该基因在松材线虫生长发育中的作用,为从生长发育角度探索特异性的线虫种群增长控制措施提供理论基础。【方法】根据松材线虫基因组数据设计引物、克隆Bxy-cul-1基因,对Bxy-cul-1进行序列、系统发育和蛋白结构预测等生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术和原位杂交技术探究Bxy-cul-1基因在松材线虫各龄期的表达水平和表达部位,明确其时空动态表达特性,采用RNA干扰技术探究该基因在松材线虫生长发育中的作用。【结果】生物信息学分析结果显示,Bxy-cul-1基因CDS全长2292 bp,编码763个氨基酸,属于Cullin蛋白家族。原位杂交结果表明,Bxy-cul-1基因在松材线虫各发育阶段均有表达,胚胎期全胚胎表达,2龄期广泛表达,3龄期和4龄期主要在肠道、体壁肌肉和尾部表达;成虫期,Bxy-cul-1基因在雌虫的卵母细胞和阴户、雄虫的腹部、交合刺和尾部表达。实时荧光定量PCR结果显示,Bxy-cul-1基因在松材线虫2龄期表达量最高,胚胎期次之,3龄期、4龄期、成虫期表达量依次递减。对松材线虫胚胎干扰后发现,松材线虫胚胎孵化率下降10.44%,未孵化出的胚胎大多停留在1龄末期,虫体腹部形成畸形肿大,不能突破卵壳;孵化出的部分2龄期幼虫也出现畸形性状,畸形虫无法正常伸展,中部食道腺异常膨大,尾部蜷缩。干扰2龄期幼虫,虫体活力下降明显,每30 s头摆频率约下降5次,部分2龄期幼虫也出现畸形性状,畸形虫体形短小,头部、食道腺异常膨大,尾部和腹部扭转在一起,虫体无法正常运动。发育进度试验结果表明,沉默Bxy-cul-1基因后,松材线虫发育进度减慢,干扰组2龄虫发育至成虫比对照组晚4天。【结论】松材线虫Bxy-cul-1基因是Cullin蛋白家族中的一员,基因表达水平及表达部位在不同发育阶段具有特异性。沉默该基因可使松材线虫胚胎的孵化率下降,且出现畸形性状,还会使松材线虫活力下降及发育进度减缓,表明Bxy-cul-1基因对松材线虫生长发育有着重要作用。