亚洲玉米螟性别特异调控元件研究

The Asian corn borer(ACB), Ostrinia furnacalis，is one kind of serious pest and it's hard to control with traditional methods because of its character of drilled in plant stem. Conventional techniques used in controlling ACB often cause severe contamination and ecological risk to the living environment. In the present study, we plan to explore a novel way to control ACB through changing the sex ratio of second generation with genetic regulation which based on our research in Bombyx mori sex control.The sex control system of ACB includes three key factors:sex specific control elements,target genes which regulate metamorphosis process and highly efficient genetic transformation system.Therefore, with differential analysis of gene expression profile in male and female ACB,we try to find many sex specific spliced genes,sex specific promoters and genes which expressed in certain tissue or developmental stage.After validated in cell lines and by transgenesis, we will get couple of sex specific control elements which will contribute a lot in constructing sex control trangenic ACB lines soon.In one word,This study is not only play a significant role in ACB research, but also provide a guide to research of sex specific control elements in other pests.

亚洲玉米螟是重要的农作物害虫，由于钻蛀性危害的特点，传统的防治方法难以奏效，并且会因为大量使用化学农药而带来环境污染。我们拟在家蚕性别控制研究的基础上，采用遗传控制的方法通过改变下一代雌雄性别比例来探索亚洲玉米螟的防治问题。亚洲玉米螟的性别控制体系需要具备三个重要的因素，一是亚洲玉米螟性别特异的控制元件，二是能够对亚洲玉米螟生长发育具有调控能力的靶标基因，三是高效的亚洲玉米螟遗传转化体系。因此，我们将通过亚洲玉米螟雌雄性别基因表达谱的差异性分析，获得雌性和雄性特异的性别剪接基因、性别特异的启动子以及组织和时期特异的生长发育基因。通过细胞系以及转基因方法的验证，获得几个亚洲玉米螟雌雄性别特异的剪接元件，为构建亚洲玉米螟性别控制品系提供基础。这项研究不仅对亚洲玉米螟有着重要的意义，而且对其它害虫性别控制元件的研究也具有重要的指导性意义。

项目的背景。亚洲玉米螟是我国非常广泛分布的重要农业害虫。由于钻柱性危害的特点，传统的防治方法难以奏效，并且会因为大量使用化学农药而带来环境污染。. 主要研究内容。我们拟在家蚕性别控制研究的基础上，采用遗传控制的方法通过改变下一代雌雄性别比例来探索亚洲玉米螟的防治问题。亚洲玉米螟的性别控制体系需要具备三个重要的因素，一是亚洲玉米螟性别特异的控制元件，二是能够对亚洲玉米螟生长发育具有调控能力的靶标基因，三是高效的亚洲玉米螟遗传转化体系。因此，我们将通过亚洲玉米螟雌雄性别基因表达谱的差异性分析，获得雌性和雄性特异的性别剪接基因、性别特异的启动子以及组织和时期特异的生长发育基因。通过细胞系以及转基因方法的验证，获得几个亚洲玉米螟雌雄性别特异的剪接元件，为构建亚洲玉米螟性别控制品系提供基础。. 重要结果。为了便利的开展这些研究并为国内外同行提供方便的基础性数据平台，我们开展了亚洲玉米螟的基因组和转录组测序、利用这些基础获得了一批性别调控元件，利用家蚕基因功能平台，进行了相关基因的功能研究并开展了亚洲玉米螟基因组编辑平台的构建。. 关键数据。我们组装了一套455.7Mb的亚洲玉米螟基因组，包含了16645个编码序列，为我们进一步的对亚洲玉米螟基因注释奠定了基础。为了挖掘亚洲玉米螟的基因，我们对其各种组织进行了样品收集，构建了280 bp长度的文库，采用150PE测序，共获得了9.33 Gb的数据。转录组数据用于对蛋白编码基因进行注释，我们共预测并验证了亚洲玉米螟16645个基因。以此为基础，对亚洲玉米螟基因组进行了重测序，获得了亚洲玉米螟W染色体上的基因序列，对性别决定通路的基因（Dsx，Intersex，PSI，IMP，Aubergine, Ago3等）进行了分析，并突破了亚洲玉米螟显微注射的瓶颈，成功的对多个亚洲玉米螟基因进行了基因敲除。这些研究进展为下一步构建亚洲玉米螟性别决定品第奠定了良好的基础。. 科学意义。这项研究不仅对亚洲玉米螟有着重要的意义，而且对其它害虫性别控制元件及另性别调控品系的研究也具有重要的指导性意义。