昆虫学报

作者：张道伟,邱玲玉,康奎,余亚娅,曾伯平,陈静,唐斌

单位：1. 遵义师范学院生物与农业科技学院, 贵州遵义, 563006; 2. 杭州师范大学生命与环境科学学院, 杭州 310036;3. 遵义医科大学基础医学院, 贵州遵义 563006

关键词：白背飞虱')">白背飞虱,海藻糖合成酶,海藻糖代谢,RNA干扰,qRT-PCR

【目的】昆虫中海藻糖主要通过海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase, TPS)在脂肪体中合成，当昆虫受极端环境胁迫时TPS能够诱导海藻糖累积从而起到保护作用。本研究旨在分析白背飞虱Sogatella furcifera 两个TPS基因的发育和组织表达模式及其对糖类物质代谢调控功能，探究TPS基因在白背飞虱生长发育中的具体作用。【方法】基于实验室前期获得的两个海藻糖合成酶基因SfTPS1和SfTPS2片段序列，在本实验中也进行了基因克隆和测序筛选，比对两者确定了白背飞虱两个TPS基因序列。并通过MEGA 7.0软件构建基于氨基酸序列的白背飞虱与其他昆虫TPS的系统发育树。利用qRT-PCR技术检测这两个基因在白背飞虱不同发育阶段(4龄第1天若虫至3日龄成虫)和成虫不同组织(头、足、翅、中肠、脂肪体、表皮和马氏管)中的表达情况。合成这两个基因的dsRNA，并注射到白背飞虱5龄第1天若虫中进行RNAi。在RNAi 48 和72 h后检测白背飞虱海藻糖酶基因TRE1-1, TRE1-2和TRE2的表达变化，海藻糖、葡萄糖和总糖原含量以及海藻糖酶活性。【结果】克隆获得白背飞虱SfTPS1和SfTPS2，ORF分别为2 424和2 115 bp，编码氨基酸数目分别为807个和704个，预测蛋白质分子量分别为90.37和80.56 kD，等电点分别为6.08 和6.10。而且白背飞虱2个TPS氨基酸序列与褐飞虱Nilaparvata lugens TPS1和TPS2的一致性最高。发育阶段表达模式表明，白背飞虱TPS基因SfTPS1和SfTPS2在4龄若虫到成虫阶段都有表达；组织表达模式表明，SfTPS1和SfTPS2在成虫马氏管、中肠和表皮中的表达较为显著。当SfTPS1被RNAi后，TRE1-1和TRE2的表达水平与对照组(dsGFP注射组)相比分别为略有上升和显著升高，TRE1-2的相对表达水平在SfTPS1被RNAi 48 h后显著上升而在72 h后显著下降；可溶性海藻糖酶活性无显著变化，膜结合型海藻糖酶活性显著增加；白背飞虱5龄若虫体内海藻糖、葡萄糖和总糖原含量显著上升。TRE1-2和TRE2基因的表达水平在SfTPS2被RNAi 48 h后显著升高，而在72 h后两基因的表达水平却显著下降;TRE1-1基因的表达水平在注射dsSfTPS2 48和72 h后均显著上升。可溶性海藻糖酶活性在SfTPS2被RNAi 48 h后显著下降，72 h后显著上升；膜结合型海藻糖酶活性在SfTPS2被RNAi 72 h后显著增加。白背飞虱5龄若虫体内葡萄糖含量在SfTPS2基因RNAi 48 h后显著减少，但在72 h后海藻糖、葡萄糖和总糖原含量显著上升。【结论】通过调节白背飞虱体内TPS基因的表达影响TRE1-1, TRE1-2及TRE2基因的表达水平，进而调控体内海藻糖的含量，该结果为后期采用TPS为靶标基因用于害虫防治提供理论依据。

来源：2019年第10期

《昆虫学报》期刊编辑部

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