增强植物的抗虫能力课件.ppt

1、增强植物的抗虫能力dsRNA和遗传防治，抗性系，Bt化学农药为主的害虫治理不可持续化学农药为主的害虫治理不可持续强大的杀虫剂强大的杀虫剂严重的污染严重的污染巨大的灾难巨大的灾难农药农药基因突变基因突变疾病疾病靶标靶标药物药物健康问题健康问题害虫抗性害虫抗性加量加量强抗性强抗性再加量再加量经济问题经济问题环境污染环境污染生物多样性、生物多样性、残留、残留、贸易等贸易等生态问题生态问题意义和价值意义和价值意义和价值意义和价值害虫防治需要新的方法害虫防治需要新的方法高密度增强植物抗性传统方法辅助方法农药+辅助方法Bt,dsRNA,抗性系天敌，微生物，其他低密度现代方法种群的遗传调节通过致死基因(经济

2、阈值以下)种类特异的基因调控是未来害虫防治的发展方向种类特异的基因调控是未来害虫防治的发展方向意义和价值意义和价值对环境无污染对环境无污染对目标以外的生物无危害对目标以外的生物无危害对农作物无残留对农作物无残留“三无”要求意义和价值意义和价值基因组学进展为害虫治理提供了机遇基因组学进展为害虫治理提供了机遇30余种重要昆虫基因组测序余种重要昆虫基因组测序功能基因组研究平台逐渐建立功能基因组研究平台逐渐建立RNA干涉从单基因到规模化干涉从单基因到规模化可供选择的靶标基因数量增加可供选择的靶标基因数量增加控制翅伸展基因RNA干涉，2005植物介导RNA干涉，2007重要的害虫防治对象意义和价值意义和

3、价值农林业害虫中农林业害虫中70以上是鳞翅目昆虫以上是鳞翅目昆虫害虫防治涉及的主体昆虫靶标基因的筛选植物转基因变态发育蜕皮免疫嗅觉害虫的基因调控害虫的基因调控高密度高密度传统防治传统防治化学农药化学农药+辅助方法辅助方法低密度低密度现代方法现代方法(经济阈值以下经济阈值以下)环保农药环保农药杀虫蛋白杀虫蛋白(Bt等等)+生物防治生物防治棉铃虫、东亚飞蝗棉铃虫、东亚飞蝗豌豆蚜豌豆蚜遗传不育遗传不育靶标基因靶标基因水平介导水平介导沉默机理沉默机理环境安全评估环境安全评估垂直介导垂直介导基因调控基因调控致死机理致死机理昆虫昆虫自体自体植物、植物、微生物微生物致死基因致死基因基因调控的路线图基因调控的

4、路线图基因水平的害虫控制基因水平的害虫控制RNA干涉干涉基因调控基因调控+玉米螟玉米螟棉铃虫棉铃虫小菜蛾小菜蛾果蝇、家蚕、蚊、蜜蜂、赤拟谷盗、豆蚜等果蝇、家蚕、蚊、蜜蜂、赤拟谷盗、豆蚜等变态、发育变态、发育先天免疫先天免疫取食取食靶标基因及其应用靶标基因及其应用害虫靶标基因研究害虫靶标基因研究高通量测序高通量测序基因芯片基因芯片cDNA文库文库15000个基因个基因5-10个基因个基因种类特异性高种类特异性高RNA干涉高效干涉高效？关于SAGESerial Analysis of Gene Expression昆虫靶标基因的大规模筛选方法优点缺点EST sequencing高通量;易于操作不能

5、定量,灵敏度低Microarray高通量;半数量化;灵敏度高;已商业运营封闭体系SAGE定量化;灵敏度高;开放体系不经济基因组水平的表达谱研究基于SAGE方法的研究不同发育时期基因表达谱辐射诱变对基因表达影响从SAGE标签到全长基因SAGEMicroarray结合表达谱与遗传图谱的整合获得SAGE标签的基本程序家蚕转录组研究Huang et al.Genomics,2005Cumulative curve of the frequencies of unique tag detection derived from the sequencing of 257,964 tags using se

6、rial analysis of gene expression(SAGE)libraries of four developmental stages of silkworms EggsLarvaePupamothTotaltagunitag=2 copies691001771858156223213242473663966140445171626661522452563154214654017802The percentage distribution of unique tags detected from different developmental stages of the si

7、lkworm(egg,larva,pupa,and adult).TagcopiesTotal numberof tagsTotal numberOf unique tagsMatches to silkwormEST database(1050)10010-996-92-51Total115,30575,24514,41227,46824,458257,964383(1%)2935(7.8%)2018(5.3%)9691(24.2%)24458(61.7%)195(50.9%)363(12.4%)96(4.7%)129(1.3%)178(0.7%)961(2.4%)Tag frequency

8、 and percentage distribution of unique tags from four silkworm SAGE libraries Gene expression profiles of all four SAGE libraries Expression profilesRedGreenBlackGrayhighlowmoderatezeroGene expression of the 27 genes that were differentially expressed(P0.01)in four SAGE libraries RedGreenBlackGrayhi

9、ghlowmoderatezeroRT-PCR analysis of genes expressed differently from four developmental stages of the silkworm.G3PDH was employed as control.Serine protease geneEggLarvaPupa Adult102101340431416145006Chorion protein geneRibosomal protein S11Stage EggLarva PupaAdultEgg-Larva 710-Pupa846663-Adult 1106

10、 994744-Matrix of differential tag expression between the developmental stagesStatistically significant differences(P1.00.2-1.00.05-0.20.2-1.00.05-0.0050.002Total297613439131931992576641190369100271510558951320338431210021574573562102247329911903177182491813122215610021155313(100%)45(80%)109(51.9%)2

11、90(12.9%)124(3.8%)160(1.34%)731(4.1%)normalirradiateNumber of uniqueSAGE tagsnormalirradiateThe abundance classes of these analysed tags from the normal and irradiated Bombyx mori embryo SAGE librariesSAGE 标签基因111MM1SAGE标签使用中存在的问题Generation of Longer cDNA fragments from SAGE tags for Gene Identifica

12、tionGLGI的主要程序20001000750500250100GLGI resultsSGRS-SAGEG-GLGIR-RACESGR鞣化激素基因RNAi结果对照结果RNAi处理表型Ubx基因RNAi结果SAGE标签获得需要的目的标签通过GLGI得到3cDNA通过SGR得到全长基因序列目标基因的功能研究SAGE-GLGI-Microarray结合Stage EggLarva PupaAdultEgg-Larva 710-Pupa846663-Adult 1106 994744-Matrix of differential tag expression between the develop

13、mental stagesStatistically significant differences(P3）CopyEggLarvaPupaAdultTotal216111551178119086851393003289932903788129801049225822012502280697675099626535672795262810019944833441346816632004694684654881890Total8415798891231025335779基因表达注释基因表达注释及时期特异性分析及时期特异性分析归类筛选后基因数量归类筛选后基因数量(14692)问题：无法开展下一步研究？问题：无法开展下一步研究？国际同行拥有国际同行拥有220种昆虫转录组种昆虫转录组