昆虫学报

作者：王正亮,朱杭锋,潘海波,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,金龟子绿僵菌,丝氨酸蛋白酶抑制剂,基因克隆,时空表达,诱导表达

摘要: 【目的】克隆和分析褐飞虱Nilaparvata lugens丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4，并探明其时空表达谱和病原真菌诱导表达模式。【方法】基于褐飞虱转录组和全基因组序列数据，利用PCR技术克隆得到褐飞虱Nlserpin4基因的全长cDNA序列；利用生物信息学手段分析其核苷酸和蛋白质序列特征；通过qRT-PCR技术检测其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(脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体)中的时空表达谱，以及金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式。【结果】克隆获得褐飞虱Nlserpin4基因全长cDNA序列(GenBank登录号: MN822802)，其开放阅读框长1 227 bp，编码408个氨基酸，蛋白的相对分子质量和等电点分别为45.91 kD和6.23。氨基酸序列分析表明，Nlserpin4蛋白无糖基化位点，N端包含一段由23个氨基酸残基组成的信号肽，C端具有serpin蛋白家族典型的RCL区，且含有能被靶标蛋白酶识别的活性裂解位点。系统发育分析表明，Nlserpin4与半翅目其他昆虫的serpin亲缘关系较近，其中与蔗黄伪毛蚜Sipha flava serpin4的亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明，Nlserpin4基因表达具有明显的时空特异性，其在成虫中的表达量显著高于在其他龄期的，且在雄成虫中表达量最高；Nlserpin4基因在褐飞虱5龄若虫脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体中均有表达，且在剩余虫体组织中表达量最高；病原真菌金龟子绿僵菌诱导48 h内Nlserpin4表达量均显著下调，但随着诱导时间的增加，Nlserpin4表达量呈回升趋势。【结论】褐飞虱Nlserpin4基因在褐飞虱不同发育阶段、不同组织以及病原真菌金龟子绿僵菌诱导不同时间下差异表达。研究结果为深入研究Nlserpin4在褐飞虱生长发育和免疫调节中的功能奠定了基础。

来源：2020年第7期

《昆虫学报》期刊编辑部

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