资源描述:
《飞蝗几丁质合成酶2基因的表达特性、功能及调控》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国农业科学2014,47(7):1330-1340ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.07.010飞蝗几丁质合成酶2基因的表达特性、功能及调控刘晓健,崔淼,李大琪,张欢欢,杨美玲,张建珍(山西大学应用生物学研究所,太原030006)摘要:【目的】几丁质合成酶(chitinsynthase,CHS)是昆虫几丁质合成过程中的关键酶之一,由于高等动物不存在该酶,而被认为是设计安全高效杀虫剂的潜在靶标。论文在已克隆得到飞
2、蝗几丁质合成酶2基因cDNA序列(LmCHS2,GenBank登录号:GU067731)的基础上,进一步深入探讨该基因在不同发育时期的表达特性、功能及调控,为基于RNA干扰技术的飞蝗有效控制提供科学依据。【方法】根据已知LmCHS2基因核苷酸序列,设计特异性表达引物,运用RT-qPCR技术研究该基因在卵、若虫及成虫期的表达特性;体外合成LmCHS2的dsRNA后,分别注射至成虫期第1天的雌虫和雄虫,收集第5天的中肠样本提取RNA,反转录成cDNA后,采用RT-qPCR方法检测LmCHS2沉默效果
3、。解剖飞蝗整个肠道后,观察中肠的形态变化及围食膜的完整性,探讨该基因在成虫期的生物学功能;饥饿处理飞蝗不同时间后,再重新进食,观察试虫肠道的变化,进一步运用RT-qPCR技术检测LmCHS2的表达。【结果】LmCHS2在飞蝗卵发育的前期和中期几乎没有可检测到的表达,卵发育后期表达量急剧上升,在4龄、5龄若虫和成虫期稳定表达;分别对羽化后第1天的雌、雄成虫注射dsCHS2,与对照组相比,处理组试虫LmCHS2表达量均显著下降,且取食量明显减少,雌虫和雄虫死亡率分别达78%和85%;解剖消化道后发现
4、,注射dsCHS2后飞蝗中肠几乎不含有食物,中肠和胃盲囊长度显著缩短;对中肠的组织学观察结果表明对照组飞蝗围食膜发育完整,而注射dsCHS2后围食膜被严重破坏甚至缺失;饥饿处理飞蝗48h后,与对照组相比,饥饿组中肠几乎不含有食物,长度亦显著缩短。H&E染色结果表明,饥饿组围食膜被严重破坏,对照组围食膜结构完整,与RNAi的结果非常相似;重新进食后围食膜发育良好;饥饿处理24h和48h后LmCHS2的表达被显著抑制,重新进食0.5h后,其表达量快速上调,表明进食影响LmCHS2的表达。【结论】Lm
5、CHS2参与中肠围食膜的形成,对飞蝗的生长发育至关重要,该基因的沉默影响中肠围食膜的完整性,使飞蝗对食物的消化吸收困难,最终因饥饿而死亡;此外,该基因的表达受飞蝗进食的调控。关键词:飞蝗;几丁质合成酶2基因;表达特性;RNA干扰;调控Expression,FunctionandRegulationofChitinSynthase2GeneinLocustamigratoriaLIUXiao-jian,CUIMiao,LIDa-qi,ZHANGHuan-huan,YANGMei-ling,ZHAN
6、GJian-zhen(ResearchInstituteofAppliedBiology,ShanxiUniversity,Taiyuan030006)Abstract:【Objective】Chitinsynthaseisoneofthekeyenzymesresponsibleforchitinsynthesisininsects.Asthisenzymeisabsentinhigheranimals,itcouldbeservedasapotentialtargetfordevelopin
7、gsafeandeffectiveinsecticides.Inourearlierresearch,thecDNAofchitinsynthase2gene(LmCHS2,GenBankaccessionnumber:GU067731)inLocustamigratoriawascloned.Theobjectivesofthispaperaretofurtherstudytheexpression,functionandregulationofLmCHS2,andtoprovideascie
8、ntificbasisforeffectivepestcontrolusingRNAimethods.【Method】BasedonthenucleotidesequenceofLmCHS2,apairofspecificexpressionprimerswasdesigned,theexpressionpatternsofLmCHS2werestudiedineggs,nymphsandadultsbyRT-qPCR.ThedsRNAof收稿日期:2013-10-24;接受日期:2013-11