基于转录组的赤斑白条天牛嗅觉相关基因分析OA北大核心CSTPCD

【目的】鉴定赤斑白条天牛(Batocera rufomaculata)嗅觉相关基因,筛选其中的差异表达基因(DEGs),为探明赤斑白条天牛嗅觉机制和基于嗅觉识别的天牛生物防治新途径研究提供理论支撑。【方法】采用Illumina NovaSeq6000测序平台对赤斑白条天牛触角、跗节和残体进行转录组测序,利用测序数据组装、注释、数据库序列检索、序列比对及差异基因分析等生物信息学分析方法挖掘嗅觉相关基因。【结果】转录组测序共获得137405条Unigenes,平均长度774 bp,N50为1462 bp,GC含量42.93%。通过同源比对共鉴定出289个嗅觉基因,包括45个OBPs、22个CSPs、50个ORs、20个IRs、26个GRs、7个SNMPs、8个CXEs、82个CYPs、19个AOXs和10个GSTs基因。通过比较所有样本的转录组,共筛选到8861个DEGs,其中2713个上调表达、6148个下调表达。基因功能注释和信号通路富集分析结果表明,有3613个DEGs注释到GO功能的生物学过程、细胞组分和分子功能,其中以生物学过程的占比最高,为34.87%;有4002个DEGs注释到KEGG数据库,参与96条通路。进一步对嗅觉基因进行分析发现,有114个嗅觉基因表达差异显著,其中79个上调表达、35个下调表达;OBP22、OBP29、CSP10、CSP15、SNMP1、OR41、CXE2和CYP10基因在触角中的表达量均高于其他组织,CSP10和CSP15基因在雌虫中偏好表达,CYP34基因在雄性中偏好表达,且在跗节中高表达。【结论】筛选到赤斑白条天牛OBPs、CSPs、ORs、IRs、GRs、SNMPs、CXEs、CYPs、AOXs和GSTs等嗅觉相关基因。推测触角中高表达的OBPs和CSPs基因对赤斑白条天牛雌雄虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用,在雌虫中偏好表达的CSPs基因可能在雌虫寻找产卵场所过程中发挥重要作用。