飞蝗几丁质合成酶2基因的表达特性、功能及调控

• 作者: 刘晓健 崔淼 张建珍 张欢欢 李大琪 杨美玲
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 飞蝗 几丁质合成酶2基因 表达特性 RNA干扰 调控
• 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: 1330-1340
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.07.010

摘要

【目的】几丁质合成酶（chitin synthase，CHS）是昆虫几丁质合成过程中的关键酶之一，由于高等动物不存在该酶，而被认为是设计安全高效杀虫剂的潜在靶标。论文在已克隆得到飞蝗几丁质合成酶2基因cDNA序列（LmCHS2，GenBank 登录号：GU067731）的基础上，进一步深入探讨该基因在不同发育时期的表达特性、功能及调控，为基于 RNA 干扰技术的飞蝗有效控制提供科学依据。【方法】根据已知LmCHS2基因核苷酸序列，设计特异性表达引物，运用RT-qPCR技术研究该基因在卵、若虫及成虫期的表达特性；体外合成LmCHS2的dsRNA后，分别注射至成虫期第1天的雌虫和雄虫，收集第5天的中肠样本提取RNA，反转录成cDNA后，采用RT-qPCR方法检测LmCHS2沉默效果。解剖飞蝗整个肠道后，观察中肠的形态变化及围食膜的完整性，探讨该基因在成虫期的生物学功能；饥饿处理飞蝗不同时间后，再重新进食，观察试虫肠道的变化，进一步运用RT-qPCR技术检测LmCHS2的表达。【结果】LmCHS2在飞蝗卵发育的前期和中期几乎没有可检测到的表达，卵发育后期表达量急剧上升，在4龄、5龄若虫和成虫期稳定表达；分别对羽化后第1天的雌、雄成虫注射d sCHS2，与对照组相比，处理组试虫LmCHS2表达量均显著下降，且取食量明显减少，雌虫和雄虫死亡率分别达78%和85%；解剖消化道后发现，注射 dsCHS2后飞蝗中肠几乎不含有食物，中肠和胃盲囊长度显著缩短；对中肠的组织学观察结果表明对照组飞蝗围食膜发育完整，而注射dsCHS2后围食膜被严重破坏甚至缺失；饥饿处理飞蝗48 h后，与对照组相比，饥饿组中肠几乎不含有食物，长度亦显著缩短。H&E染色结果表明，饥饿组围食膜被严重破坏，对照组围食膜结构完整，与RNAi的结果非常相似；重新进食后围食膜发育良好；饥饿处理24 h 和48 h 后LmCHS2的表达被显著抑制，重新进食0.5 h后，其表达量快速上调，表明进食影响LmCHS2的表达。【结论】LmCHS2参与中肠围食膜的形成，对飞蝗的生长发育至关重要，该基因的沉默影响中肠围食膜的完整性，使飞蝗对食物的消化吸收困难，最终因饥饿而死亡；此外，该基因的表达受飞蝗进食的调控。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨美玲	山西大学应用生物学研究所	16	162	9.0	12.0
2	崔淼	山西大学应用生物学研究所	6	62	5.0	6.0
3	张建珍	山西大学应用生物学研究所	75	561	13.0	19.0
4	刘晓健	山西大学应用生物学研究所	14	108	7.0	10.0
5	李大琪	山西大学应用生物学研究所	7	69	5.0	7.0
6	张欢欢	山西大学应用生物学研究所	4	41	3.0	4.0