馬氏管是昆蟲(chóng)體液平衡調(diào)節(jié)的關(guān)鍵器官,在相關(guān)調(diào)控蛋白的參與下動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)著排泄和水鹽平衡。若昆蟲(chóng)體液平衡被破壞,生存能力就會(huì)受到影響,故馬氏管及其關(guān)鍵體液平衡調(diào)控基因可作為害蟲(chóng)防治的潛在靶標(biāo)。褐飛虱（Nilaparvata lugens St?l）是水稻上重要的植食性刺吸式害蟲(chóng),本文以褐飛虱為研究對(duì)象,開(kāi)展了褐飛虱馬氏管的關(guān)鍵體液平衡調(diào)控基因的功能研究,以期得到對(duì)褐飛虱存活和排泄有重要影響的調(diào)控基因。首先,利用RNA-seq轉(zhuǎn)錄組技術(shù)分析出褐飛虱馬氏管、中腸和后腸的轉(zhuǎn)錄組表達(dá)差異譜,篩選出馬氏管相對(duì)高表達(dá)的體液平衡調(diào)控基因,然后利用RNA干擾等技術(shù)研究這些基因的功能。主要研究結(jié)果如下:（1）轉(zhuǎn)錄組結(jié)果表明在褐飛虱腸道（馬氏管、中腸和后腸）高表達(dá)的有salivap-6、細(xì)胞色素C氧化酶、酯酶E4和核糖體蛋白等。相對(duì)于后腸和中腸,馬氏管中相對(duì)高表達(dá)的主要集中于轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因,如五個(gè)水通道蛋白基因（Eglp1、Eglp2、DRIP、BIB和AQP12L）、鈉鉀ATP酶基因ATP1A1、鉀離子通道基因Kir3、溶質(zhì)載體有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體、偶聯(lián)單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和鈉/鈣交換體等。另外神經(jīng)肽基因Neuropar... 

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【部分圖文】：

褐飛虱腸道結(jié)構(gòu)（引自Baoetal2012）

去（Phillips1981,Kolosov2018）。這兩個(gè)步驟涉及到兩種重要的上皮分泌細(xì)胞：主要細(xì)胞（principalcells,PC）和次要細(xì)胞（stellatecells,SC）（DowandDavies2001）。兩者形態(tài)上有巨大差異，卻都承擔(dān)著同樣的生理活動(dòng)。PC刷狀緣膜上的V型H+-ATP酶將H+從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到馬氏管腔，從而建立起跨上皮細(xì)胞頂膜和基底膜的負(fù)電位差，位于SC基底膜上的鈉/鉀離子泵（Na+/K+-ATPase）起協(xié)助作用，負(fù)的膜電位驅(qū)動(dòng)離子通過(guò)基底膜的離子通道。這些離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與離子通道協(xié)同作用將Na+和Cl-向馬氏管腔內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，為馬氏管分泌活性提供滲透梯度（圖1-2）（O"DonnellandSanchez2015,Piermarinietal2017）。圖1-2蚊蟲(chóng)馬氏管跨上皮液體分泌模型（引自Piermarinietal2017）Fig.1-2ThemodelforsecretioninMalpighiantubulesofmosquitoes(Piermarinietal2017)

褐飛虱馬氏管中體液平衡調(diào)控基因的功能初探7圖1-3水通道蛋白的結(jié)構(gòu)模型（引自AbramsonandVartanian2013）Fig.1-3Structuralmodelofaquaporin(AQP)（AbramsonandVartanian2013）注：水通道蛋白有兩個(gè)保守的NPA，紅色圓圈代表水分子。Note:AquaporinscontaintwoconservedNPAsignaturemotif,redcirclesrepresentwatermoleculesAQPs是一種允許水分雙向通過(guò)細(xì)胞膜的蛋白，其能實(shí)現(xiàn)水分子跨膜快速運(yùn)輸。許多不帶電的溶質(zhì)和某些重金屬也都可以通過(guò)AQPs進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)（Uehleinetal2003）。一些昆蟲(chóng)能生活在零度以下或干旱等極端環(huán)境中，一些吸食血液或植物汁液的昆蟲(chóng)能吸食過(guò)多液體，都與功能性AQPs有關(guān)（Kishidaetal2000）�？傊珹QPs可以在吸收、排泄、抗旱和抗凍等多種生理功能中發(fā)揮作用（Benoitetal2014）。由于特殊的結(jié)構(gòu)，AQPs主要在水運(yùn)輸方面起著重要作用。Shakesby等人發(fā)現(xiàn)在煙粉虱的中腸濾室中存在一種水特異性AQPs（BtAQP1），它能穿過(guò)馬氏管運(yùn)輸水分，緩解昆蟲(chóng)滲透壓力，去除食物中多余的水并進(jìn)行有效排泄（Kikawadaetal2008）。有研究發(fā)現(xiàn)在埃及伊蚊Aedesaegypti、岡比亞按蚊Anophelesgambiae和豌豆蚜Acyrthosiphonpisum中都有汞敏感性的AQPs。埃及伊蚊的汞敏感性基因AaAQP1a免疫定位在馬氏管的氣管細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其與水運(yùn)輸相關(guān)（Pietrantonioetal2000）。岡比亞按蚊在吸血過(guò)后，汞敏感性AgAQP1基因在脂肪、卵巢、馬氏管中表達(dá)上調(diào)，在干燥的取食環(huán)境中基因表達(dá)下調(diào)（Liuetal2011）。Shakesby等人發(fā)現(xiàn)豌豆蚜的汞敏感性AQP1基因可促進(jìn)水從遠(yuǎn)端腸道向近端滲透（Shakesbyetal2009）。同樣在赤擬谷盜中研究發(fā)現(xiàn)，AQPs基因TcEglp1、TcEglp3、TcEglp5和TcDrip


本文編號(hào)：3100610