淡色库蚊doublesex基因的分子克隆及其在性别决定中的功能分析

The mosquito-borne diseases severely plague human health; however, mosquito weak basic research hinders many mosquito-borne diseases prevention and control. In view of the only female adult mosquitoes with the abilities for hemophagia, harassment, disease transmission, and so on, it's one of the current important foundation topics that making clear the molecular mechanism of mosquito sex regulation network and its role in medical importance. Classical insect molecular genetics indicated that, doublesex ( dsx ) gene at the end of the insect sex determination cascade is evolutionarily conserved double-switch gene, determines the dimorphic differentiation of somatic cells; therefore, studying this gene may be a breakthrough to solve the above problems.. With China's important northern house mosquito Culex pipiens pallens as research object, by RT-PCR, RACE, Real-Time PCR, RNAi technology and bioinformatics analysis software, this research will acquire the span of Culex pipiens pallens dsx gene. Through the gene comprehensive analysis of the bioinformatics, spatiotemporal expression profile and gene-silencing consequences, the position and function of this gene in Culex pipiens pallens sex regulation network will be understood. And this study will lay the foundation for in-depth study of this network, the revelation of the molecular mechanism of mosquito vectors sex-related traits and the control of mosquito-borne diseases transmission.

蚊媒疾病严重危害着人类的健康，蚊虫的基础研究薄弱阻碍着许多蚊媒病的防治。鉴于唯有雌性成蚊可吸血骚扰、传播疾病等，明确蚊虫性别调控网络及其在医学重要性中作用的分子机制是当前重要的基础课题之一。经典昆虫分子遗传学表明，处于昆虫性别决定级联末端的doublesex（dsx）基因是进化保守性双开关基因，决定着体细胞二态性分化；因此，研究此基因可能是解决上述难题的突破口。.本研究选择我国北方重要家栖性媒介淡色库蚊为研究对象，拟采用RT-PCR、RACE、Real-Time PCR和RNAi等技术与生物信息学分析软件，获得淡色库蚊dsx基因DNA全序列，综合分析其生物信息学、时空表达谱及基因沉默后果，明确其在淡色库蚊性别基因调控网络中的地位与功能，为深入研究淡色库蚊的性别调控网络，揭示蚊媒性别相关性状的分子机制以及控制蚊媒疾病的传播奠定基础。

淡色库蚊是丝虫病、乙型脑炎的重要媒介之一，成蚊的雌、雄性别分化明显：外部形态上，以头部触角鞭节轮毛、喙的上下颚以及触须的特征差异很大；生理机制上，吸血传病、嗅觉传导以及越冬机制均完全不同。鉴于淡色库蚊性别二态性分化的重要性，其性别决定机制研究成为重要课题方向。根据经典昆虫性别决定途径推断，处于昆虫性别决定级联末端的doublesex（dsx）基因是进化保守性双开关基因，决定着体细胞二态性分化。.因此，本研究以我国北方重要家栖性媒介蚊种——淡色库蚊为研究对象，采用RT-PCR、RACE、Real-Time PCR和 RNAi 等分子生物学技术与一些相关生物信息学分析软件，同时通过现场调查和实验观察相结合的方法，获取了淡色库蚊dsx 基因 DNA序列信息、时空表达谱、相应功能以及不同自然状况下成蚊性别比的变化态势。结果显示，淡色库蚊dsx 基因通过选择性剪接生成性别特异性转录物，与其他蚊种相比，其外显子组织结构部分保守和内含子长度更广泛分歧。基因表达分析表明，淡色库蚊dsx 基因转录物从早期发育阶段就存在，性别特异性调控至少开始于晚期幼虫阶段。淡色库蚊蚊卵的雌雄比基本上维持在1：1，但北方以雌性成蚊越冬。.由此可推断，淡色库蚊dsx 基因与黑腹果蝇的同源物有相似的功能，在蚊虫性别决定途径中发挥关键作用，越冬蚊的性别调控是控制蚊虫的可能方法。这成为了阐明淡色库蚊性别调控网络的突破口，并为进一步研究蚊媒性别相关性状的分子机制，以及利用此机制开发蚊虫的SIT、引诱或趋避、越冬阻断等蚊虫控制新技术奠定了重要基础。