贵阳腐霉侵染致倦库蚊幼虫初步研究及贵阳腐霉EGFP转化株的构建

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目的:(1)观察贵阳腐霉侵染蚊幼虫的物理过程并检测侵染后免疫相关基因mRNA表达水平的变化;(2)构建含增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的双元表达载体,利用根癌农杆菌介导的遗传转化法,获得稳定表达EGFP的贵阳腐霉转化株;(3)探讨根癌农杆菌介导贵阳腐霉的遗传转化及其影响因素,并优化其转化体系。  方法:(1)以二龄致倦库蚊幼虫为实验材料进行生物测定,光学显微镜下观察侵染过程。以正常致倦库蚊四龄幼虫为对照,采用SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测四龄蚊幼虫感染贵阳腐霉早期cecropin、PPO、transferrin、defensin、gambicin、serpin表达水平的变化。(2)采用PCR、酶切、去磷酸化、酶连、转化等多种分子生物学手段,利用潮霉素抗性基因hph为筛选标记,以双元载体pPK2为基本骨架,将增强型绿色荧光蛋白基因egfp置于丝状真菌组成型启动子PgpdA和色氨酸C终止子TtrpC之间,构建组成性表达egfp的载体pPK2-EGFP,以贵阳腐霉菌丝体为受体材料,利用根癌农杆菌介导的遗传转化法,转入贵阳腐霉表达,并对转化菌株进行传代培养,观察转化菌株的遗传稳定性以及对蚊虫的毒力改变;(3)对根癌农杆菌预培养是否加入乙酰丁香酮(AS)、农杆菌与菌丝体共培养的温度(24、25、26、27、28℃)、共培养时间(24、36、48、72、96 h)、共培养中乙酰丁香酮的浓度(100、200、300、400μmol/L)等因素进行研究,观察上述条件下根癌农杆菌转化贵阳腐霉的效率。  结果:(1)在光学显微镜下,观察到贵阳腐霉游动孢子附着于蚊幼虫体壁,并萌发出芽管,钻入蚊幼虫体内生长,然后穿出体外导致寄主死亡并产生孢子囊,释放游动孢子的过程。在贵阳腐霉感染早期的四龄致倦库蚊幼虫免疫相关基因表达水平较正常组均上调。其中defensin和gambincin表达上调最为显著,分别上调了165.880和48.101倍,而transferrin仅上调了1.971倍;(2)成功构建了一含有egfp表达元件的双元载体,并转入贵阳腐霉中稳定表达,在荧光显微镜下观察到菌丝体有绿色荧光产生;(3)根癌农杆菌转化贵阳腐霉的条件:农杆菌预培养中加入200μmol/L AS、农杆菌与贵阳腐霉共培养温度26℃、共培养时间72 h、共培养中AS浓度200μmo1/L。  结论:(1)通过光学显微镜下观察贵阳腐霉侵染致倦库蚊幼虫的过程,证实了游动孢子为贵阳腐霉的侵染单位,可以通过游动孢子萌发芽管的方式直接侵入蚊幼虫,较直观地表现了贵阳腐霉对蚊幼虫的侵染能力和侵入方式。真菌感染为强烈的免疫刺激,在感染早期可引起蚊幼虫免疫相关基因表达水平上调,为有针对性的研究开发昆虫免疫抑制剂,提高生物防治的效果奠定了一定的基础;(2)重组质粒pPK2-EGFP的成功构建及其在贵阳腐霉中的稳定表达,为贵阳腐霉的灭蚊机理及相关功能基因的研究奠定了实验基础;(3)根癌农杆菌介导的方法适于贵阳腐霉的转化,为贵阳腐霉的遗传研究提供了一种新的手段。
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