柳丽君-中国农业大学植物保护学院

PAGEPAGE1 中国农业大学本科生“URP”立项申请书项目名称多巴胺信号通路在橘小实蝇生殖发育过程中的作用申请人柳丽君工作单位植保学院联系电子信箱ljliu@填表日期2019年1月2日中国农业大学教务处制项目名称多巴胺信号通路在橘小实蝇生殖发育过程中的作用项目起止时间2019年4月-2020年4月项目申请人情况姓名柳丽君性别女出生日期1984.02最后学历与学位博士研究生专业技术职务讲师从事专业植物检疫与农业生态健康项目概况橘小实蝇是我国重要的入侵昆虫，被列为农业部重点防控的外来有害生物之一。其寄主范围广，繁殖力强，入侵趋势日益严峻。研究该虫的生殖发育及其调控机制，有助于揭示其入侵机制并研发其新型防控技术。前期研究表明，使用抗生素饲喂橘小实蝇幼虫后，雌性成虫卵巢发育被显著抑制，产卵前期显著延长，产卵量下降，通过RNA-seq表达谱测序，发现多巴胺受体基因被显著下调。而许多前期研究表明，多巴胺作为一种神经传导物质，参与了多种昆虫的生殖调控。比如该物质可以有效增强果蝇Drosophila雌虫卵巢的休眠，以应对不利的外界条件；多巴胺合成酶（碱性磷酸酶（ALP）活性的增加，可以增加雌虫的繁殖力；孤立的红光雄蜂工蜂大脑中多巴胺水平与卵母细胞长度正相关等。在此基础上，我们推测多巴胺信号通路参与了橘小实蝇的生殖发育调控，但该信号通路在橘小实蝇生殖发育过程中到具体作用尚不明确。本研究关注橘小实蝇多巴胺信号通路，从该通路中选取1-2个关键基因（多巴胺受体，多巴胺合成酶等），通过显微注射法，干扰选定的关键基因在羽化后雌虫和雄虫中的表达，研究关键基因在橘小实蝇生殖发育及生殖行为过程中的作用。通过本研究，明确多巴胺信号通路在橘小实蝇生殖发育过程中的作用，为筛选新的RNAi控制靶点，并开发新型防控技术奠定理论基础。二、实施计划及方案(明确各个环节对培养学生创新能力的具体思路及考核办法)本研究具体时间节点和研究内容如下：1.2019年4月，深度挖掘实验室已获得的转录组数据，查阅文献，从多巴胺信号通路中选定1-2个关键基因考核：转录组数据分析，学会文献查阅整理，提取重要信息。2.2019年5月-6月，关键基因克隆和序列验证内容：从转录组中提取关键基因序列，设计引物，进行序列扩增和验证。考核：引物设计软件使用和注意事项，PCR扩增原理和程序，序列比对。3.2019年7月-2019年10月，关键基因RNAi内容：关键基因序列被验证后，采用试剂盒合成双链RNA，通过显微注射导入羽化后成虫体内，检测干扰效率。考核：试剂盒法合成双链RNA，实时荧光定量PCR检测基因表达量变化，显微注射法RNAi。4.2019年11月-2020年1月，关键基因干扰后表型观察内容：关键基因干扰后，观察雌虫卵巢发育和雄虫交配情况。考核：熟悉实蝇解剖和生物学现象观察。5.2020年2月-4月整理数据，撰写论文和结题报告考核：熟悉数据分析软件（包括统计分析和作图）的使用，学会撰写科研论文。项目实施的基础和条件1）申请人基础：申请人研究方向为植物检疫与入侵生物学，已发表SCI论文11篇（其中第一或通讯作者8篇；共生菌相关2篇，表达谱相关1篇，），核心期刊论文3篇，授权发明专利1项，软件著作权1项。目前主持国家自然基金青年基金1项，北京市自然基金1项，中央高校基本科研业务费1项，参与国家重点研发计划1项。2）充足的实验材料：申请人所在的植物检疫实验室已建立了橘小实蝇的实验室种群，可为该研究提供充足的实验材料。3）成熟的技术保障：申请人多年来从事入侵实蝇和昆虫生殖发育研究，具有扎实的昆虫分子生物学以及数据分析技术，熟悉相关领域前沿进展。项目组成员具备扎实的昆虫分子生物学理论基础，能够协助本项目顺利完成。4）完善的仪器设备：本课题组所在的植物检疫实验室，及其所隶属具备的211工程重点实验室，具备所有的开展本项研究的仪器设备。学生提交的成果实验原始数据；结题报告1份；数据统计分析，争取发表相关论文1篇。

五、经费预算材料费:8000.00元购买部分实验耗材800元，包括解剖镊子、寄主水果、实蝇饲料等；购买双链合成试剂盒，实时荧光定量检测试剂盒，普