龟纹瓢虫(鞘翅目:瓢虫科)在中国是一种自然天敌昆虫,捕食范围广泛,常用于害虫治理。然而其在中国区域内遗传模式(遗传变异、种群结构和历史动态)还不清楚,从而阻碍了害虫生物防治的发展进程。种群遗传数据对于天敌生防过程中不同阶段策略的优化具有很大潜力。本研究通过收集中国区域内30个采样区域的462头龟纹瓢虫样本,采用23对微卫星和线粒体COI分子标记,开展了该种的群体遗传工作。微卫星数据显示龟纹瓢虫具有中等水平的遗传多样性,线粒体基因则显示出高水平的遗传多样性。与长江流域种群相比,黄河流域种群具有更高的遗传分歧。龟纹瓢虫中国种群未形成显著的地理种群结构,但存在群体分化的迹象,这可能与种群间频繁的基因交流有关。种群经历瓶颈后出现扩张,寄主植物——害虫——天敌之间的三级营养关系是种群扩张的重要因素。种群遗传研究在害虫生物防治过程中发挥着重要作用,本研究通过估测种群遗传多样性、种群遗传差异和推测种群历史动态,为有效利用天敌昆虫提供重要的遗传信息。
【背景】牦牛骨骼肌的生长发育决定其产肉量,进而影响经济收入。因此提高牦牛的产肉性能是发展牦牛产业的重要任务。骨骼肌发育过程受许多基因的调控,包括一些非编码RNA的调控,如miRNA。然而牦牛出生前后骨骼肌中miRNA的转录调控机制并不清楚。【目的】通过小RNA测序挖掘与牦牛骨骼肌生长发育有关的miRNA,并通过C2C12细胞对候选miRNA进行功能研究,为牦牛骨骼肌发育机制解析提供基础。【方法】对出生前后牦牛背最长肌(3个胎牛和3个成年牛)进行miRNA转录本测序,基于(log2 (差异倍数) |>1,P值≤0.05)筛选差异miRNAs,并通过Miranda和TargetScan算法预测差异miRNAs靶基因并求交集,对差异miRNA靶基因进行GO和KEGG富集分析。在C2C12细胞中通过干扰和过表达实验对候选miRNA进行功能分析,通过双荧光素酶实验验证候选miRNA的靶基因。【结果】本研究在胎牛和成年牦牛背最长肌中共鉴定到264个miRNAs。264个差异miRNAs共预测到5183个靶基因。GO和KEGG结果显示,差异miRNA的靶基因主要富集在能量平衡,蛋白激酶结合,ATP结合等GO条目,及一些与肌肉发育有关的信号通路,如MAPK,PI3K-Akt,Hippo等信号通路。其中候选miR-652在胎牛背最长肌中上调表达。通过在C2C12细胞中转染miR-652发现,miR-652可促进C2C12细胞的增殖和分化(P≤0.05),同时抑制C2C12细胞晚期凋亡(P≤0.001)。细胞周期实验结果显示,miR-652可导致C2C12细胞百分比在G1期下降(P≤0.001),S期和G2期上升(P≤0.01)。双荧光素酶实验结果提示ISL1是miR-652的一个靶基因。【结论】牦牛在出生前后骨骼肌中存在大量差异表达的miRNA,表明miRNA参与牦牛骨骼肌发育,miR-652可能通过靶向ISL1基因调控牦牛骨骼肌生长发育。