تحلیل مولکولی و فیلوژنتیکی ژن انسولین و گیرنده آن در سن گندم (Eurygaster integriceps)

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1350-25IPPC
نویسندگان
1دانشجو ارشد دانشگاه تهران
2استاد گروه گیاه پزشکی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران
3استاد گروه زراعت واصلاح نباتات - دانشکده کشاورزی - دانشگاه تهران
4عضو هیات علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان
چکیده
آفت سن گندم، Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae)، یکی از مهم‌ترین آفات کشاورزی در ایران و کشورهای همسایه است که با حمله به گندم و جو، از برگ‌ها، ساقه‌ها و دانه‌ها تغذیه کرده و باعث خسارت کمی و کیفی می‌شود. این آفت تک‌نسلی دارای دو دوره اصلی زندگی یعنی دوره فعال و دیاپوز می‌باشد. علت اصلی دیاپوز دماهای پایین در پاییز و زمستان و همچنین کمبود غذا در مزارع گندم و جو به وجود می‌آید. این آفت در تابستان نیز به دیاپوز می‌رود و با افزایش دما، به مناطق کوهستانی با دماهای پایین‌تر مهاجرت می‌کند. با این وجود، مکانیزم دقیق دیاپوز از لحاظ مولکولی و ژنتیکی هنوز کاملاً شناخته نشده است و بررسی ژن‌هایی که ممکن است در دیاپوز و تنظیم آن نقش داشته باشند، می‌تواند به فهم بهتر این مرحله کمک کند. مطالعات نشان می‌دهد که انسولین و گیرنده‌های آن نقش مهمی در تنظیم دیاپوز، متابولیسم، رشد، تولیدمثل و پیری حشرات ایفا می‌کنند. پپتیدهای مشابه انسولین (ILPs) در حشرات به عنوان عوامل رشد میتوژنیک عمل کرده و به رشد و توسعه بافت‌ها کمک می‌کنند. یافته‌ها نشان می‌دهند که مسیر سیگنالینگ انسولین، شامل گیرنده انسولین، احتمالاً در تنظیم دیاپوز در سن گندم نیز دخیل است. در این مطالعه به بررسی فیلوژنتیکی ژن انسولین و گیرنده آن پرداخته شده است. برای این منظور، RNA از کل بدن حشره بالغ با استفاده از Tri-Reagent (sigma) و طبق پروتکل آن جداسازی شد. برای اطمینان از کیفیت و کمیت RNA استخراج‌شده به ترتیب از روش ژل الکتروفورز و دستگاه نانودراپ استفاده شد. cDNA تک‌رشته‌ای با استفاده از کیت AddScript cDNA Synthesis Kit (Addbio) طبق دستور سازنده مربوطه ساخته شد. cDNA تهیه‌شده به عنوان رشته الگو در واکنش زنجیره‌ای پلیمراز استفاده شد. آغازگرهای مناسبی برای تکثیر این ژن‌ها به وسیله نرم‌افزار Oligo7 طراحی شد. به وسیله دستگاه ترموسایکلر، PCR صورت گرفت و محصول نهایی برای توالی‌یابی استفاده شد. از روش توالی‌یابی سنگر، توالی ژن‌های مورد نظر شناسایی شد. رابطه این ژن در این آفت با سایر حشرات در راسته Hemiptera بررسی شد. به این ترتیب، نتایج درخت فیلوژنتیکی نشان داد که Halyomorpha halys نزدیک‌ترین رابطه تکاملی مولکولی را با E. integriceps دارد و سایر حشرات موجود در درخت فیلوژنتیکی نزدیکی کمتری داشتند..
کلیدواژه ها
 
Title
Molecular and Phylogenetic Analysis of Insulin Gene and its Receptor in Sunn pest (Eurygaster integriceps)
Authors
Fatemeh Abdollahi, Alireza Bandani, Houshang Alizadeh, Azam Amiri
Abstract
The Sunn pest , Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae), is one of the most important agricultural pests in Iran and neighboring countries. It attacks wheat and barley, feeding on leaves, stems, and grains, causing both quantitative and qualitative damage. This univoltine pest has two main life stages: the active period and diapause. The primary causes of diapause are low temperatures in autumn and winter, as well as food shortages in wheat and barley fields. In summer, this pest also enters diapause and migrates to mountainous areas with lower temperatures when the heat increases. However, the precise molecular and genetic mechanisms of diapause are not yet fully understood, and studying the genes that may play a role in diapause regulation can help to better understand this stage. Studies show that insulin and its receptors play important roles in regulating diapause, metabolism, growth, reproduction, and aging in insects. Insulin-like peptides (ILPs) in insects act as mitogenic growth factors and help in tissue growth and development. Findings suggest that the insulin signaling pathway, including the insulin receptor, is likely involved in regulating diapause in the Sunn pest as well. This study focuses on the phylogenetic analysis of the insulin gene and its receptor. For this purpose, RNA was isolated from the Whole body of an adult insect using Tri-Reagent (Sigma) according to its protocol. To ensure the quality and quantity of the extracted RNA, gel electrophoresis and a Nanodrop device were used, respectively. Single-stranded cDNA was synthesized using the AddScript cDNA Synthesis Kit (Addbio) according to the manufacturer's instructions. The prepared cDNA was used as a template strand in the polymerase chain reaction (PCR). Specific primers for amplifying these genes were designed using Oligo7 software. PCR was performed using a thermocycler, and the final product was used for sequencing. Using Sanger sequencing, the sequences of the desired genes were identified. The relationship of this gene in this pest with other insects in the Hemiptera order was examined. Accordingly, the results of the phylogenetic tree showed that Halyomorpha halys has the closest evolutionary molecular relationship with E. integriceps, and other insects in the phylogenetic tree were less closely related.
Keywords
Sunn Pest, sequencing, Insulin-like peptides (ILPs)