论文部分内容阅读
沃尔巴克氏体(Wolbachia)是一类普遍存在于节肢动物和丝虫线虫体内的革兰氏阴性菌,Wolbachia具有多种操控宿主生殖的方式,如孤雌生殖、杀雄、精卵细胞质不亲和(CI)和雌性化。其中细胞质不亲和(CI)是最常见也是研究的最多的一种表型,即当感染了Wolbachia的雄性和未感染或感染不同Wolbachia的雌性宿主交配时,会导致后代胚胎孵化率很低或为零。精卵细胞质不亲和引起受精卵第一次分裂时,来自父本的染色质浓缩缺陷,雄性原核的发育速度滞后,形成染色质间桥,导致胚胎发育停止,从而引起胚胎死亡。虽然已有许多研究提出了多种解释CI表型产生的模型,但是Wolbachia诱导产生CI的分子机理尚在探究中。有研究者用SDS-聚丙烯凝胶电泳和质谱分析技术,在感染Wolbachia的尖音库蚊卵巢以及与感染Wolbbachia雄蚊交配后的雌蚊受精囊中都检测到了 Wobachia基因wPip0282编码的56kDa的蛋白。通过与多种不同种Wolbachia编码的蛋白同源比对发现,与wPip0282及其同源下游共转录基因wPip0283编码的蛋白具有同源性的Wolbbachia蛋白只存在于能够诱导CI产生的Wolbachia中。在wMel Wolbachia菌株中只有wMel0631和wMel0632与wPip0282和wPip0283编码的蛋白具有同源性,编码wMel-0631和wMel0632蛋白的基因为WD0631和WD0632。因此,为了探究WD0631和WD0632是否和CI发生相互关联,本研究提取Dmel wMel果蝇基因组DNA,从中扩增出Wolbachia基因WD0631和WD0632的CDS全长,将扩增的WD0631基因和pEASY-T1载体连接,构建成pEASY-T1-WD0631质粒。pEASY-T1-WD0031质粒经过BglⅡ和KpnⅠ双酶切后与双酶切后的pUAST表达载体相连接,形成重组质粒pUAST-WD0631。将重组质粒pUAST- WD631和转座酶质粒P△2-3按照一定的比例混合,将混合质粒通过胚胎显微注射技术,注入w1118品系果蝇早期胚胎的生殖质中,注射后成活的果蝇可通过重组质粒中带有的mini-white眼色标记基因进行筛选,得到转基因成功的果蝇。将获得的有眼色的果蝇与平衡子品系果蝇进行杂交,逐步完成染色体的平衡和定位,最终获得纯合的转基因果蝇。将扩增的WD0632基因和pEASY-Tl 载体连接pEASY-Tl- WD0632质粒。pEASY-Tl- WD0632质粒经过Xho I和XbaⅠ双酶切后,将纯化的酶切后WD0632基因与双酶切后的pUAST表达载体相连接,但是经过多次尝试,均未连接成功,最后本研究没能得到重组质粒pUAST-WD0632。为了研究pUAST-WD0631转基因果蝇是否会产生CI相关表型,将nosGal4和bamGal4品系果蝇分别和转基因品系杂交,通过UAS/Ga14系统驱动WD0631基因分别在果蝇生殖腺和精巢中过表达,然后通过RT-qPCR的方法检测了WD063 基因在果蝇精巢中的表达量,发现与对照组相比,WD0631基因在转基因果蝇中极显著升高(p<0.01),说明过量表达成功。为了进一步研究WD0631基因对转基因雄性果蝇后代繁殖力的影响,本研究分别用actGal4、nosGal4和bamGal4驱动的WD0631过量表达的一日龄雄蝇与未感染果蝇三日龄处女蝇交配,统计后代胚胎孵化率和产卵量,结果显示,后代的胚胎孵化率和产卵量与对照组相对比并没有呈现出差异(p>0.05),说明WD0631基因单独作用不能对果蝇繁殖力产生影响。WD0631基因和WD0632为上下游基因,并发生共转录,因此两个基因可能在一起发挥作用才能诱导果蝇产生CI。综上所述,本研究成功构建了 Wolbachia基因WD0631分别在果蝇Ⅱ和Ⅲ号染色体上的纯合转基因果蝇品系,初步分析表明,整合在果蝇基因组中的Wolbachia基因WD0631能在果蝇体内过表达,但是过表达的WD063W基因还不足以影响果蝇后代繁殖力,推测基因WD031和WD0632共同发挥作用才有可能影响果蝇后代的繁殖力,使宿主果蝇产生类似CI的表型。