本试验通过RNAi技术干扰褐飞虱（Nilaparvata lugens）体内的磁响应关键基因MagR，旨在探索近零磁场下该基因对磁场的响应和对褐飞虱寿命及生殖力的调控。试验结果表明近零磁场下干扰MagR显著缩短褐飞虱雌成虫寿命，而雄成虫寿命在干扰处理和磁场处理间均无显著差异；此外干扰MagR后褐飞虱雌成虫在近零磁场和正常磁场下的单雌产卵量与孵化率均极显著降低。该结果说明MagR对褐飞虱的正常生长发育极为重要，表现为一旦缺失该基因，褐飞虱几乎完全丧失生殖能力；以寿命为指标可以推测MagR能够响应磁场的变化，并在褐飞虱雌成虫的寿命这一体征中有所体现。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法4
1.1 磁场发生装置的建立4
1.2 供试褐飞虱与饲养环境 4
1.3 dsRNA的制备4
1.4 显微注射5
1.5 干扰处理后褐飞虱寿命的测定5
1.6 干扰处理后褐飞虱生殖力的测定5
1.7 干扰效率检查6
1.8 数据统计与分析6
2 结果与分析 6
2.1 干扰效率6
2.2 近零磁场下，干扰磁响应关键基因MagR对褐飞虱寿命的影响7
2.3 近零磁场下，干扰磁响应关键基因MagR对褐飞虱生殖力的影响8
3 讨论9
致谢10
参考文献10
图1 注射dsMagR后褐飞虱初羽化短翅型雌成虫靶标RNA相对表达量7
图2 注射dsMagR后正常磁场和近零磁场下褐飞虱雌成虫（A）和雄成虫（B）寿命8
图3 注射dsMagR后正常磁场和近零磁场下褐飞虱雌成虫产卵量（A）和孵化率（B）9
表1 本试验所用引物序列5
表2 RNA干扰（dsMagR vs. dsGFP）和磁场处理（GMF vs. NZMF）对褐飞虱雌雄虫寿命影响的双因素方差分析7
表3 RNA干扰（dsMagR vs. dsGFP）和磁场处理（GMF vs. NZMF）对褐飞虱雌成虫生殖力 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
影响的双因素方差分析8
近零磁场下，干扰磁响应关键基因MagR对褐飞虱寿命及生殖力的影响
植物保护 刘习羽
引言
地球上的生物时刻暴露于地球磁场（geomagnetic field，GMF）之下。地球磁场，简称地磁场，其磁场强度存在自地磁赤道向地磁两极递增的渐变梯度，平均场强为50 μT左右，属于弱磁场范围[1]。而强度比地磁场更小的弱磁环境又可进一步被定义为亚磁场（亚磁空间），也可称近零磁场（nearzero magnetic field，NZMF）[2]。地磁场这一难以屏蔽的环境因素可对生物的行为和生理产生磁生物学效应，如以家鸽为代表的迁徙性动物极有可能利用自地磁信息作为其长距离移动过程中的“指南针”[3]；而随着近千年来地球磁场的不断衰弱，针对强度低于地磁场强度——即近零磁场的生物磁响应研究也逐渐增多。实验证实，如果长期处于该磁场环境下，动物的中枢神经系统将产生障碍[48]，早期发育过程受到明显影响[911]，而短期暴露近零磁场环境也会影响人体的健康[1214]。可见进行有关近零磁场下生物的磁生理响应研究，进而推测地球磁场的变化对生物的不利效应具有重要意义。
生物磁响应的关键在于“磁受体”（magnetoreceptor）的确定。对此，有两种得到了广泛认可，即磁颗粒介导的磁受体假说与依赖光的自由基对假说。前者认为，生物可借助体内的磁铁矿（Fe3O4）颗粒感受磁场[15],后者则认为生物体内的隐花色素（cryptochrome，Cry）可受光激发产生自由基对反应，是理想的磁受体[16]。在近几十年的研究中这两种理论均得到了长足发展[3]。然而近期我国科学家发现了另一种潜在的磁受体[17]，即铁硫簇蛋白IscA（ironsulfur cluster assembly），IscA也被认为是一种潜在的磁受体蛋白（magnetoreceptor protein，MagR），该理论一经提出便引起广泛关注，但目前仍未有相关后续报道。
褐飞虱（Nilaparvata lugens）是一种典型的夜间迁飞型害虫，而夜间迁飞的昆虫最可能利用地磁场作为定向信号[18]，暗示其具有磁响应的能力。本研究基于生物磁响应现象与磁感受机制的研究现状，选择褐飞虱雌雄成虫体内的磁响应关键基因MagR（即IscA）作为研究对象，通过RNA干扰技术（RNAi）敲减该基因，并分别暴露于南京本地磁场（GMF：49 μT）和近零磁场（NZMF：1.8 μT）中，通过比较RNAi后褐飞虱雌雄成虫寿命及雌成虫生殖力的变化情况，探讨该磁响应关键基因对磁场变化的响应及其对寿命和生殖力的调控情况，为进一步明确磁受体及磁响应生物学通路研究打下理论与实践基础。
1 材料与方法
1．1 磁场发生装置的建立
采用自主研发的直流电亥姆霍兹线圈创造稳定的静态磁场环境（专利号：ZL201320004497.5），本研究中所使用的几组线圈可控最小值范围为500nT至1800 nT，因此取1800nT（1.8 μT）为本试验中近零磁场磁场强度。共设置两个稳定静态磁场，即模拟南京本地磁场强度的地磁场（GMF：49 μT），以及抵消绝大部分地磁场以达到近零水平的近零磁场（NZMF：1.8 μT）。在磁场搭建调试、试验的开始、过程及结束阶段，使用磁通门计CTM5W01B（中国计量科学研究院）监测各磁场处理的强度，以保证控制环境试验中磁场强度设置的稳定性。
1．2 供试褐飞虱与饲养环境
供试褐飞虱采集自位于南京市的江苏省农业科学院试验稻田，饲养于室内种植的感虫水稻品种TN1上，温室环境温度为（26±1）℃、相对湿度为80%、光照周期为14 L﹕10 D、磁场环境为南京本地地磁场。用于试验的褐飞虱均为发育整齐的初羽化短翅型雌雄成虫，其中用于生殖力分析的试虫仅为雌虫。

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