本文關鍵詞：飛蝗海藻糖酶基因的分子特性及功能

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【摘要】：【目的】海藻糖酶(trehalase)可專一性地將一分子海藻糖水解成為兩分子葡萄糖,在昆蟲能量代謝和幾丁質合成過程中發(fā)揮重要作用,因此,海藻糖酶已成為害蟲控制的潛在靶標。本研究以重要農業(yè)害蟲飛蝗(Locusta migratoria)為材料,探討海藻糖酶基因的分子特性及生理功能,為飛蝗的有效治理提供理論依據。【方法】通過搜索飛蝗轉錄組和基因組數據庫,獲得4個海藻糖酶基因cDNA全長序列,運用blast、TMHMM和SignalP等相關軟件分析其序列特征;利用ClustalW進行海藻糖酶全長氨基酸序列比對,MEGA7構建海藻糖酶的系統(tǒng)進化樹;運用reverse transcription-quantitative PCR(RT-qPCR)技術研究4個海藻糖酶基因在5齡若蟲不同組織及發(fā)育日齡的表達特性;體外合成4個基因的dsRNA后,分別注射5齡第2天若蟲,同時注射dsGFP作為對照,收集注射dsRNA 48 h后的整蟲提取RNA,反轉錄成cDNA后,采用RT-qPCR技術檢測海藻糖酶基因以及幾丁質合成關鍵基因UDP-N-乙酰葡糖胺焦磷酸化酶基因LmUAP1和幾丁質合成酶1基因LmCHS1的表達量,并觀察記錄表型。【結果】飛蝗4個海藻糖酶均含有海藻糖酶的2個功能保守區(qū)以及1個甘氨酸富集區(qū),其中1個海藻糖酶具有跨膜結構域,將其命名為LmTre(GenBank M登錄號:KX371563),1個海藻糖酶具有類跨膜結構,將其命名為Lm Tre M-like(Gen Bank登錄號:KX371565),其余2個均為可溶性海藻糖酶,分別命名為LmTreS1和LmTreS2(GenBank登錄號:KX371564和FJ795020);系統(tǒng)發(fā)育分析結果顯示,LmTreM和LmTreM-like與膜結合型海藻糖酶聚為一支,而LmTreS1和LmTreS2與可溶性海藻糖酶聚為一支;對4個基因在5齡若蟲不同組織部位和發(fā)育日齡表達量的分析表明LmTreM、LmTreS1和LmTreS2具有組織特異表達特性,而LmTreM-like在所有組織部位中均表達,且4個海藻糖酶基因呈現出不同的發(fā)育變化趨勢;RNAi結果表明,分別注射飛蝗4個海藻糖酶基因dsRNA至5齡若蟲后,與對照組相比,各基因表達量均顯著降低,且不存在基因間的交叉干擾,幾丁質合成關鍵基因LmUAP1和LmCHS1的表達也無顯著變化,注射各海藻糖酶基因dsRNA的5齡若蟲均可成功蛻皮至成蟲�！窘Y論】飛蝗存在1個膜結合型、1個類膜結合型和2個可溶性海藻糖酶基因,這4個基因具有不同的組織和發(fā)育表達特性,任一基因的表達沉默均不影響5齡飛蝗正常蛻皮至成蟲。
【作者單位】： 山西大學應用生物學研究所;山西大學生命科學學院;
【關鍵詞】： 飛蝗 海藻糖酶基因 表達特性 RT-qPCR RNA干擾
【基金】：國家自然科學基金(31402020,31272380) 山西省高�？萍紕�(chuàng)新(2016113) 山西省青年基金(201601D021120) 山西省科技基礎條件平臺建設(2015091010)
【分類號】：S433.2
【正文快照】： 0引言 【研究意義】飛蝗(Locusta migratoria)是一種重要的農業(yè)害蟲,蝗災的有效防治亦是保證農業(yè)安全生產的重要科學問題。目前,在飛蝗防治工作中仍以化學殺蟲劑為主要手段,因長期大量使用造成一系列問題,如污染農業(yè)環(huán)境、對非靶標生物有負面影響以及導致害蟲產生抗藥性[1]等

【相似文獻】

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1 王軍娥;劉靜;;昆蟲海藻糖酶的研究進展[J];貴州農業(yè)科學;2009年04期

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1 張倩;灰飛虱的海藻糖酶基因及其RNA干擾效應[D];南京農業(yè)大學;2012年

2 馬俊;小菜蛾海藻糖酶酶學特性及八種殺蟲劑對其活性的抑制作用[D];湖南農業(yè)大學;2013年

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本文編號：770506