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大黑鳃金龟(Holotrichia oblita)是世界公认的较难防治的土栖性害虫,对农作物、林木幼苗和草坪的生长危害严重。大量使用化学杀虫剂使大黑鳃金龟产生抗药性,寻求到一种高效而环保的防治的方法十分必要。中肠是昆虫食物消化的重要器官,是防御外源物的重要屏障。 本研究中,我们采用高通量测序技术,对大黑鳃金龟中肠和虫体的转录组数据进行研究与分析,得到消化和解毒相关的基因序列,并分析大黑鳃金龟的消化酶相关基因和解毒相关基因在不同组织中的表达。 大黑鳃金龟中肠和虫体转录组分别获得54,318,004条和56,516,668条reads数据,包含5,486,118,404个和5,708,183,468个核苷酸序列信息;经过拼接中肠获得51,103条Unigenes,虫体获得57,374条Unigenes。中肠和虫体转录组共有 Unigenes52,107条,经 NCBI数据库 BLAST比对,共有25,174条(48.3％)Unigenes与已知的蛋白质具有相似性。中肠和虫体的总Unigenes与COG数据库进行比对,共获得8610条Unigene的COG注释,共分为25类,一般功能类的Unigene数量最多,共有3412条,其中与抗性相关的Unigene有130条。中肠转录组数据库和虫体转录组数据库的Unigene进行表达差异分析,得到17,674条差异表达Unigene。GO分类将差异表达 Unigene分为56个功能家族,属于生物过程、细胞组分和分子功能3大类,催化活性的相关基因有2015条,细胞过程相关基因有1921条。 差异表达Unigenes的KEGG功能注释分析结果表明,差异表达Unigene在KEGG数据库中被划分为302条通路,参与代谢通路的相关基因有1360条,占21.51%;次级代谢生物合成通路相关的基因有476条,占7.53%;最少的是植物激素信号传导,芪类化合物、二芳基庚和姜酚的生物合成、倍半萜类和三萜类生物合成和鞭毛蛋白组装等途径相关基因,都仅只有1条。中肠高表达的差异基因家族共10类。谷胱甘肽硫转移酶家族的Unigene序列共23个。细胞色素 P450家族的Unigene共83个,分别属于CYP4、CYP6和CYP9家族。酯酶相关基因为54个。编码胰蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶的Unigene分别为34、17、19个。编码几丁质酶和围食膜因子的相关 Unigene序列为6个和19个。编码热激蛋白、保幼激素代谢相关酶的Unigene序列分别为21个和12个。 根据中肠和虫体的表达谱结果,对中肠特异表达基因或10倍以上的基因利用RT-PCR方法进行鉴定。GSTs中有3个基因(GST unclassified-2、GST Sigma和GST1 unclassified)、CYP6A20和CYP4C1、3个氨肽酶基因(APN1、APN2和APE2)、1个胰蛋白酶 TPS-1、1个羧肽酶基因 CPs B、2个几丁质酶基因(Cht2,Cht3)、2个酯酶基因 Est FE4-1和Est FE4-2和两个热激蛋白基因 HSS1和Hsp70-2只在中肠中特异性表达。CYP9E2、CYP6A8、CYP6A23、CYP6A17和CYP6A145个 P450基因的表达在四个组织中都检测到,在中肠表达量最高。