雌激素相关受体ERR基因对昆虫生殖和发育调节功能的研究

雌激素相关受体（ERR）基因主要存在于哺乳动物体内，它参与生殖细胞增殖，与雌激素依赖的疾病有关。目前发现昆虫体内也有ERR基因存在，但由于昆虫的生殖调控与哺乳类完全不同，因此有必要开展ERR基因对昆虫生殖和发育调控的研究。本研究以我们先期研究中已克隆出拟黑多刺蚁、黄脸油葫芦的ERR基因为基础，通过对该基因在昆虫体内的表达情况的研究，以及该基因与昆虫生殖和发育相关的蜕皮激素受体（EcR）基因关联性的研究，证实ERR基因对昆虫生殖和发育的调控作用。该研究涉及的主要方法有基因克隆、实时荧光定量PCR、原位杂交、免疫组织化学、RNA干扰等技术。该研究属于国内首次开展的对昆虫ERR基因生殖和发育调控功能的研究，其成果对进一步开展该基因对昆虫生殖和发育调控机制的研究具有重要的理论意义，对有益昆虫繁殖能力的提高或有害昆虫的防治也具有重要的现实意义。

雌激素相关受体（ERR）基因主要存在于哺乳动物体内，它参与生殖细胞增殖，与雌激素依赖的疾病有关。近几年的研究发现昆虫体内也有ERR基因存在，ERR基因对昆虫生殖和发育是否有影响的研究未见报道。.本项研究以先期已克隆出拟黑多刺蚁的ERR基因为基础，对ERR基因调控昆虫生殖和发育的功能及与蜕皮激素受体（EcR）基因的相关性进行研究。主要研究内容包括：克隆拟黑多刺蚁及黄脸油葫芦的EcR基因；检测ERR、EcR基因在这两种昆虫不同发育阶段、不同品级虫体mRNA及蛋白水平表达量和表达部位，推测其对这两种昆虫生长发育和生殖活动的影响；采用RNA干扰技术分别构建这两种昆虫的ERR及EcR基因表达沉默型模式,探索这两个基因功能的关联性。. 通过研究获得如下重要结果： 拟黑多刺蚁PvEcR基因cDNA序列全长2235 bp，包含一个长度为1737 bp的开放阅读框，编码578个氨基酸残基。5’-UTR为20 bp，3’-UTR为478 bp。从GenBank获得序列号为JX028426。黄脸油葫芦EcR基因cDNA序列全长2558 bp，包含一个长度为1596 bp的开放阅读框，编码531个氨基酸残基。5’-UTR为555 bp，3’-UTR为407 bp。从GenBank获得序列号为HQ131915。ERR及EcR基因在两种昆虫不同发育阶段及不同品级虫体内均有mRNA和蛋白水平的表达。这两个基因在两种昆虫的不同发育阶段和组织部位的表达特点显著。ERR可能对昆虫卵黄物质的形成、品级分化及生殖生理活动调控起重要作用；EcR基因可能对昆虫蜕皮及品级分化产生重要影响。ERR及EcR基因对调控社会性昆虫及非社会性昆虫的发育尤其在细胞增殖、组织分化、脂肪积累、糖代谢、变态发育、脑神经性别特异性发育与相关行为活动调节、性腺发育、翅和足的发育等方面起着至关重要的作用。ERR及EcR基因之间相关性密切，这种相关性在调节昆虫生长发育过程中充分体现出协同性、拮抗性及互补性的关系。本项研究的科学意义在于通过发现这两个基因各自的功能特点及这两个基因之间内在的联系，对充分了解基因调控昆虫生长发育及生理活动特点的复杂性及不可预知性有所帮助，对充分认识基因网络将昆虫与高等动物乃至人类联系在一起有所帮助，同时为资源昆虫的开发与利用，害虫防治提供理论支持。