摘要
DNA甲基化(DNA methylation)是一种广泛的表观遗传修饰，对于调控生物体的表型可塑性(phenotypic plasticity)方面发挥了重要的功能。飞蝗Locusta migratoria具有典型的多型性特征，表现出依赖密度变化的群居型和散居型，是研究表型可塑性的表观遗传机制的理想模型。欧洲熊蜂Bombus terrestris是一种具有重要经济价值和生态价值的社会性昆虫，具有典型的级型分化特征，工蜂之间也存在生殖可塑性。在本研究中，以飞蝗和欧洲熊蜂作为研究材料，利用生物信息学和分子生物学方法，鉴定了DNA甲基化相关酶基因并分析了这些基因的表达模式，进一步利用CRISPR/Cas9系统构建了飞蝗中甲基转移酶DNMT1的突变体品系。 鉴定了飞蝗中两个甲基转移酶（DNMT1和DNMT3）以及一个去甲基化酶（TET2）基因，并分析了它们在飞蝗不同发育阶段和成虫不同组织中的表达模式。结果发现，DNMT1和TET2基因在飞蝗的卵期具有较高的表达量;DNMT1在飞蝗成虫的卵巢和精巢中表现出较高的相对表达水平;DNMT3在成虫中表现出性别特异的表达模式;TET2在飞蝗成虫触角和脑组织中呈高表达水平。此外，利用CRISPR/Cas9系统构建了飞蝗DNMT1突变品系，为研究飞蝗DNA甲基化的功能以及两型转变的表观遗传机制奠定了基础。 在欧洲熊蜂B.terrestris中，系统地鉴定了DNA甲基化相关酶基因，发现它和其他社会性昆虫相似，具有完整的DNA甲基化相关酶系统。并发现欧洲熊蜂中DNA甲基化相关酶基因表现出级型特异的表达模式，但这些基因在有王工蜂和无王工蜂中的相对表达水平没有明显差异。这些结果表明DNA甲基化可能对于欧洲熊蜂的级型分化具有重要调控功能，为揭示社会性昆虫表型可塑性以及社会性进化提供了重要参考。
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