昆虫学报

作者：谷峻,叶艳,李时宇,袁雅菲,黄立华

单位：华南师范大学生命科学学院, 广东省昆虫发育生物学与应用技术重点实验室, 广州 510631

关键词：斜纹夜蛾,变态发育,蜕皮激素,寄主植物,基因表达,miRNA

【目的】本研究旨在探讨蜕皮激素合成通路相关CYP450基因的表达规律，为害虫防治提供潜在的作用靶标。【方法】以家蚕Bombyx mori CYP450基因为查询序列，通过同源比对的方法从斜纹夜蛾Spodoptera litura基因组中鉴定蜕皮激素合成代谢通路中的CYP450基因，并构建其系统进化树；采用qPCR法检测鉴定的CYP450基因在斜纹夜蛾不同发育阶段(6龄幼虫、预蛹和蛹)、这3个发育阶段的不同组织(中肠、表皮和脂肪体)以及4龄幼虫取食不同寄主植物(辣椒Capsicum annuum、黄瓜Cucumis sativus、番薯Ipomoea batatas和花生Arachis hypogaea)叶片后5龄幼虫中肠中的表达量，计算4龄幼虫取食不同寄主植物叶片后发育至蛹的历期；应用PITA, miRanda, microTar和RNAhybrid 4种软件，预测调控鉴定的CYP450基因的微小RNA (miRNA)。【结果】鉴定到斜纹夜蛾蜕皮激素合成通路相关的6个直系同源CYP450基因CYP307A1, CYP306A1, CYP302A1, CYP315A1, CYP314A1和CYP18A1；系统进化树显示，斜纹夜蛾这6个CYP450基因分别归属于CYP2和线粒体CYP两个亚家族。CYP306A1, CYP314A1和CYP18A1分别在6龄幼虫、预蛹和蛹期具有最高的表达量，并且分别在6龄幼虫中肠、预蛹脂肪体和蛹表皮中表达量最高。相比取食人工饲料的对照组，4龄幼虫取食番薯和花生叶片后斜纹夜蛾4龄幼虫发育至蛹的历期显著延长， CYP306A1在5龄幼虫中肠中的表达量显著上调。在CYP307A1，CYP315A1, CYP314A1和CYP18A1上鉴定出了多种miRNA结合位点。【结论】蜕皮激素合成代谢通路中，CYP306A1，CYP314A1和CYP18A1可能分别在斜纹夜蛾幼虫、预蛹和蛹期起着关键的调控作用，同时也参与宿主植物次生代谢产物的解毒代谢，并且受到miRNA的严密调控。研究结果不仅有助于深入理解昆虫变态发育调控的复杂机制，还为将来的害虫防治提供了潜在的作用靶标，有利于斜纹夜蛾等害虫的可持续治理。

来源：2022年第12期

《昆虫学报》期刊编辑部

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