昆虫学报

作者：李慕雨,王彦丹,王正亮,俞晓平

单位：中国计量大学生命科学学院, 浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室, 杭州 310018

关键词：褐飞虱,过氧化物酶,NlPOD1,表达模式,RNA干扰

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens过氧化物酶基因NlPOD1的分子特性、表达模式和生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据，利用PCR技术克隆获得NlPOD1基因全长cDNA序列；利用生物信息学手段分析其序列特征；通过qRT-PCR技术检测NlPOD1在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(头部、脂肪体、血淋巴和肠道)中的表达水平，以及不同微生物(大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae)（1×107/mL）注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式；利用RNAi技术沉默褐飞虱 5 龄若虫NlPOD1基因，并通过生物测定分析NlPOD1基因沉默和接种金龟子绿僵菌(1×108/mL)后褐飞虱的存活率及致死中时(LT50)。【结果】获得褐飞虱NlPOD1全长 cDNA 序列(GenBank登录号: MZ682107)，其开放阅读框长2 049 bp，编码682个氨基酸，含有一个典型的动物亚铁血红素过氧化物酶结构域(An_peroxidasedomain)，且N端包含一段由29个氨基酸残基组成的信号肽。系统发育分析表明，NlPOD1与半翅目其他昆虫的POD亲缘关系较近，其中与茶翅蝽Halyomorpha halys POD亲缘关系最近。发育表达谱结果表明，NlPOD1在褐飞虱不同发育阶段均有表达，其中卵期表达量最低，5龄若虫中表达量最高；组织表达谱结果表明，NlPOD1在褐飞虱5龄若虫不同组织中均有表达，且肠道和血淋巴中的表达量显著高于头部和脂肪体中的；微生物诱导表达模式表明，与注射PBS的对照组相比，大肠杆菌诱导48 h内各时间点NlPOD1在褐飞虱5龄若虫中的表达量显著上调，而在金黄色葡萄球菌和金龟子绿僵菌诱导下，NlPOD1表达量均呈现先上调后回稳的态势。RNAi分析结果显示，显微注射dsNlPOD1可显著抑制NlPOD1的表达水平。通过RNAi抑制NlPOD1表达后褐飞虱5龄若虫存活率不变，但注射dsNlPOD1联合金龟子绿僵菌感染对褐飞虱5龄若虫的LT50(4.5 d)显著低于注射dsGFP联合金龟子绿僵菌感染的对照组的LT50(5.4 d)，说明沉默NlPOD1后褐飞虱对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力显著降低。【结论】NlPOD1在褐飞虱病原防御过程中发挥重要作用，可作为开发RNAi和病原真菌联合介导的褐飞虱防治技术中的一个潜在靶标。

来源：2022年第8期

《昆虫学报》期刊编辑部

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