中华稻蝗几丁质脱乙酰基酶2基因的分子特性和生物学功能

• 作者: 丁国伟 于荣荣 张建珍 郭亚平 马恩波
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 中华稻蝗 几丁质脱乙酰基酶 mRNA表达 RNA干扰 表型
• 年，卷（期）: 2014,（7）
• 所属期刊栏目: 昆虫几丁质代谢与植物保护
• 页码范围: 1321-1329
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.07.009

摘要

【目的】研究中华稻蝗（Oxya chinensis）几丁质脱乙酰基酶（chitin deacetylase，CDA）基因的分子特性和生物学功能，为新型农药靶标筛选提供科学依据。【方法】采用生物信息学方法在稻蝗转录组数据库中搜索获得几丁质脱乙酰基酶基因cDNA序列，对其进行保守区域分析，选取赤拟谷盗（Triboliumcastaneum）、果蝇（Drosophila melanogaster）、冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）、家蚕（Bombyx mori）和云杉卷叶蛾（Choristoneura fumiferana）等昆虫物种的同源序列与中华稻蝗几丁质脱乙酰基酶氨基酸序列进行聚类分析，进一步构建系统发育树；运用real-time PCR方法检测几丁质脱乙酰基酶基因在中华稻蝗5龄若虫不同组织部位和不同发育天数表皮中的表达特性；进一步采用 RNA 干扰（RNAi）技术研究该基因对中华稻蝗蜕皮发育的影响。【结果】在中华稻蝗转录组数据库中搜索获得2条几丁质脱乙酰基酶基因的cDNA全长序列，生物学软件分析其氨基酸，发现2条序列均具有信号肽，开放阅读框包含3个几丁质脱乙酰基酶保守区域：几丁质结合区（ChBD）、低密度脂蛋白受体区（LDLa）和几丁质脱乙酰基催化结合域（CDA）。聚类分析表明2条序列分别与所选用的5种昆虫CDA2聚为一支。剪切子聚类分析发现2条序列分别与5种昆虫CDA2a和CDA2b相聚为一支，综合序列分析和聚类结果，认为所获得的序列属于几丁质脱乙酰基酶2基因的2个不同剪切子，分别命名为OcCDA2a和OcCDA2b。定量PCR分析表明OcCDA2a和OcCDA2b均在中华稻蝗表皮、前肠和后肠中高表达；在5龄第1天的表皮中表达量较高，之后逐步下降，蜕皮前又略有上升；RNAi研究发现5龄第2天的若虫注射dsOcCDA2a或dsOcCDA2b 24 h后，与注射dsGFP的对照相比，目的基因表达量显著降低，沉默效率分别为96.72%和80.43%；进一步观察试虫的表型，与对照组相比，注射dsOcCDA2和dsOcCDA2a的大多数虫体出现龄期延长，脊线开裂，旧表皮不能顺利剥离而导致虫体扭曲，最终死亡。少数若虫在蜕皮前死亡，未出现异常表型，部分若虫虽蜕至成虫，但四肢无力，行动缓慢。死亡率分别达到87.5%和94.4%；注射dsOcCDA2b的试虫无可见表型，可正常蜕皮发育至成虫。【结论】中华稻蝗几丁质脱乙酰基酶2基因具有2个剪切子，分别为OcCDA2a和OcCDA2b。OcCDA2a参与虫体蜕皮，对其生长发育起着重要的作用，该基因的沉默导致中华稻蝗因蜕皮困难而死亡，而OcCDA2b对中华稻蝗的生长发育没有影响。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭亚平	山西大学应用生物学研究所	99	1394	18.0	30.0
2	马恩波	山西大学应用生物学研究所	170	2032	22.0	34.0
3	张建珍	山西大学应用生物学研究所	75	561	13.0	19.0
4	于荣荣	山西大学应用生物学研究所	5	32	3.0	5.0
5	丁国伟	山西大学应用生物学研究所	3	25	2.0	3.0