灰飞虱翅型及翅发育基因对长、短翅定向选择的响应

Responses of wing morph and wing development genes to directional selection for the long-and short-winged morphs in Laodelphax striatellus(Hemiptera:Delphacidae)

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中文摘要：[目的]稻飞虱翅型调控的分子机理已较为清楚,但是在长、短翅品系不断纯化过程中翅型及翅发育基因表达水平的变化规律还不明确,因此本研究旨在阐明灰飞虱Laodelphax striatellus长、短翅品系的翅长、翅重及翅发育基因对翅型定向选择的响应,以期为明确灰飞虱翅型的遗传进化规律提供参考.[方法]在恒定条件下对灰飞虱长、短翅型分别进行14和13个连续代次的定向选择,建立长翅型和短翅型品系;测定各选择代次中两品系的长翅和短翅率、翅长和翅重;并采用qPCR方法测定翅发育基因InR1,InR2和FoxO的相对表达水平;通过比较长、短翅型品系的翅型指标和基因表达水平在各选择代次间的差异来表征翅型及翅发育基因的选择响应.[结果]长翅型和短翅型分别进行连续14和13代的定向选择,灰飞虱长翅型品系的长翅率以及短翅型品系的短翅率在各选择代次间均显著上升,均已保持在95％左右.随着选择代次的增多,长翅型品系的翅长不断增长,短翅型品系的翅长不断缩短,长、短翅型品系的翅重均呈变轻趋势.长翅型品系3龄若虫的InR1和InR2相对表达水平随选择代次的增多而下降,但FoxO相对表达水平不随选择代次变化;短翅型品系InR1,InR2和FoxO在3龄若虫中的相对表达水平随选择代次增多呈现上升趋势;这3个基因在成虫中的相对表达水平对长和短翅型的选择响应不明显.[结论]灰飞虱翅型对定向选择有明显的响应,选择翅型的比率显著上升并保持在高水平;长翅型品系经定向选择后翅变长、变薄,短翅型品系的翅则变短、变轻;多世代定向选择长翅型抑制了若虫的翅发育基因InR1和InR2的表达,而短翅型的多世代定向选择则激活了其表达,从而促进翅型纯系的形成与保持.研究结果预示灰飞虱种群能向长、短翅型纯系两个方向进化.

作者：

王汝琳、刘向东

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作者单位：

南京农业大学植物保护学院昆虫学系,南京210095

关键词：

灰飞虱翅多型性定向选择翅长翅重胰岛素受体基因表达水平

基金：

国家重点研发计划

项目编号：

2021YFD1401100

出版年：

2023

DOI：

10.16380/j.kcxb.2023.02.009

昆虫学报

中国科学院动物研究所,中国昆虫学会

昆虫学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.756

ISSN：0454-6296

年,卷(期)：2023.66(2)

参考文献量8