2.7 LW视蛋白基因序列的数据分析 6

3.结果与分析 6

3.1赤拟谷盗和杂拟谷盗复眼的体视显微镜观察结果 6

3.2 LW视蛋白基因的序列比对 7

3.3 LW视蛋白基因系统进化分析 9

4.讨论 10

参考文献 11

致谢 12

1绪论

昆虫感知外界环境主要是通过视觉器官完成的[1]，而复眼是最主要的视觉器官，位于昆虫头部两侧，其形状是多种多样的，一般呈现出圆形、卵圆形和椭圆形[2]。复眼由许多小眼组成。小眼的数目和面积决定了复眼的特性[3]。一般情况下，昆虫复眼中小眼越多，复眼的对物体的感官和分辨越强，小眼越多复眼的造像越清晰，昆虫的视力也就越强[4]。小眼内具有不同光谱敏感性的光感受细胞，昆虫视觉的形成就依赖于此。光感受细胞的不同光谱敏感性决定于视色素吸收的光谱[5-6]。视色素含有视蛋白和发色团两个结合部分，其中视蛋白是G蛋白偶联受体超家族中的一个庞大家族，具有7个跨膜结构域[7]。多种多样的昆虫生活的光环境也具有丰富的多样性，经过长时间的光适应，昆虫的视蛋白包括长波（LW）视蛋白、紫外敏感（UV）视蛋白和蓝光敏感（B）视蛋白[8]。

杂拟谷盗和赤拟谷盗是遍布全世界的害虫，主要以食用菌、玉米等多种粮食，甚至中药材为食[9]。它们的栖息场所和习性相似，其幼虫和成虫均可对面粉、麦麸、玉米、米糠和谷类等粮食产生危害，并且成虫体表的臭腺可以分泌含苯醌等致癌物质的臭液，使面粉等被害物结块、变色、发臭而不能食用，影响农业的经济发展[10]。国外已有学者对杂拟谷盗的近缘物种赤拟谷盗(Tribolium castaneum)进行了全基因组测序，其结果显示赤拟谷盗体内只含有LW视蛋白和UV视蛋白，而B视蛋白已经丢失[11]。研究发现赤拟谷盗每个小眼含有8个光感受细胞R1-R8，且R1-R8细胞中都表达LW视蛋白，只有R7中表达UV视蛋白[12]。可见LW视蛋白有这么大的表达领域，可能与拟谷盗属物种长期适应粮仓、面粉厂等黑暗的栖息环境有关。

赤拟谷盗与杂拟谷盗同属储粮害虫，生活环境和栖境相似，与其生活环境相适应，这两个近缘种复眼的外部形态是相同还是有差异？若有差异，复眼的LW视蛋白基因序列是否有变异和视蛋白基因表达是否有差异？探究赤拟谷盗与杂拟谷盗复眼外部形态和视蛋白基因的进化分析，为深入研究视蛋白在储粮害虫趋光行为中所发挥的作用奠定基础，不仅在理论上具有重要的意义，在实际的应用中也有潜在价值，可能为研发出新型选择性害虫诱杀剂或测报用光源，开发出调控昆虫视觉行为的刺激物或抑制物，使灯光或光学调控害虫技术应用于虫害的生物防治工作。

为此，本研究拟首先在体视显微镜下对赤拟谷盗和杂拟谷盗复眼外部形态进行比较观察；然后，采用RACE技术克隆其LW视蛋白基因全长，分析序列的种间遗传分化，并与其它昆虫的已提交视蛋白基因序列进行系统发育分析。

2材料与方法

2.1供试昆虫

赤拟谷盗和杂拟谷盗成虫均采集自面粉厂，带回实验室后，在体视显微镜下按其形态学特征进行鉴定和筛选，已在实验室饲养多年。拟谷盗在实验室条件下（阴暗避光的29℃、湿度为70%的恒温恒湿培养箱，饲以小麦全麦面粉）按照种的不同分别分瓶饲养进行种群繁殖。源!自`优尔'文"论(文`网[www.youerw.com根据杂拟谷盗和赤拟谷盗繁殖和生长发育的情况，进行定期筛选并将成虫收集起来。试验所用的成虫阶段的谷盗需要在蛹期区分雌雄并分开各自饲养分别收集羽化后的两种成虫。在体视显微镜下摘取所有成虫的头部，材料收集完成后分别装在细胞冻存管中放入液氮保存备用。