عنوان پایان‌نامه
امکان تداخل در بیولوژی سن گندم Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera:Scutelleridae با خاموشی تعدادی از ژنهای موثر با استفاده از تکنیک RNAi
- رشته تحصیلی
- حشره شناسی کشاورزی - فیزیولوژی و سم شناسی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6551;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70748
- تاریخ دفاع
- ۰۳ آبان ۱۳۹۴
- دانشجو
- اعظم امیری
- استاد راهنما
- علیرضا بندانی
- چکیده
- مکانیسم خاموشی ژن پس از نسخه برداری، RNAi، به عنوان جدیدترین و کارآمدترین ابزار خاموشی اختصاصی بیان ژن شناخته شده است. در این تکنولوژی مهار بیان ژن از طریق mRNA انجام می¬شود. سن گندم Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae) آفت کلیدی غلات است که خسارت کیفی و کمی شدیدی به محصولات وارد می¬کند. با وجود اهمیت این آفت، کمبود اطلاعات مولکولی در مورد آن وجود دارد. هدف این مطالعه شناسایی مولکولی برخی ژنهای حیاتی سن گندم و خاموشی به وسیله RNAi است. بنابراین توالی سیستئین پروتئاز، تریپسین، S18 ریبوزومی، لاکاز، V-ATPase، کیتین سنتاز، پلی¬گالاکتوروناز، سیتوکروم P450 و گلوتن هیدرولاز در سن گندم شناسایی شد. سپس گلوتن هیدرولاز و سیستئین پروتئاز در پوره¬ها با کاربرد موضعی و گلوتن هیدرولاز در حشرات کامل با روش تزریق خاموش شد. نتایج نشان داد کاربرد موضعی dsRNA می¬تواند به کوتیکول حشره نفوذ کرده و RNAi را القاء کند. در روش تزریق، بیان گلوتن هیدرولاز هم در غدد بزاقی و هم در معده میانی به طور معنی¬داری کاهش پیدا کرد. خاموشی ژن بر نمو سن گندم شامل القاء مرگ و میر بالا، تغییر در طول دوره پورگی، کاهش ظهور حشره کامل و افزایش حشرات کامل بدشکل تاثیر گذاشت. به علاوه بیان سیستئین پروتئاز، تریپسین و گلوتن هیدرولاز تحت شرایط تغذیه از بذر میزبان¬های مختلف (گندم، جو، چاودار و تریتیکاله) با روش Real-time PCR اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بیان mRNA این ژنها به طور معنی¬داری تحت تاثیر تغذیه از گونه¬های مختلف گیاه میزبان بود. تکنیک خاموشی ژن که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت، اولین کاربرد RNAi در حشرات در ایران است. کاربرد دانش حاضر می¬تواند برای توسعه استراتژی مدیریت جدید توسط RNAi در برنامه¬های IPM حشرات، مورد استفاده قرار گیرد.
- Abstract
- Abstract The post-transcriptional gene silencing mechanism, RNAi has been known as the newest and most effective means of specific gene silencing. In this technology, inhibition of gene expression was done through mRNA. Sunn pest, Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae) is a serious pest of cereals which causes severe quantitative and qualitative damage to crops. Despite the importance of this pest, there is lack of molecular information about it. The aims of this study are molecular identification of Sunn pest some vital genes and RNAi-mediated gene silencing. So, sequences of cysteine, trypsin, 18S ribosomal RNA, laccase, V-ATPase, chitin synthase, polygalacturonase, cytochrome P450 and gluten hydrolase were identified. Then gluten hydrolase and cysteine in larvae were knocked down using topical application and gluten hydrolase in adult, using injection method. The results indicated that topically applied dsRNA can penetrate the cuticle of the insect and induce RNAi. In the injection method, both salivary glands and midgut gluten hydrolase expression were reduced significantly. Gene silencing affected Sunn pest development, including induction high mortality, change in duration of the nymphal stage, reduction of adult emergence, and increasing deformed adult. In addition, expression of cysteine, trypsin and gluten hydrolase were determined under different host kernels (wheat, barley, rye and triticale) feeding conditions using Real-time PCR. Result showed that mRNA expression of these genes was significantly affected after feeding on various host plant species. The gene knockdown technique developed in this study is the first demonstration of RNAi in insects in Iran. Application of the current knowledge could be used in order to develop novel management strategies using RNAi in the insect IPM programs. Keywords: RNA interference, gene expression, Eurygaster integriceps
