麦红吸浆虫3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因SmHMGR的克隆及在滞育与发育变态过程中的表达动态

• 作者: 刘禹含 成卫宁 朱克岩 梁婷婷 赵佳佳
• 来源期刊: 昆虫学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 麦红吸浆虫 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶 基因克隆 滞育 发育 变态
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 生理与生化
• 页码范围: 1140-1149
• 页数: 10页
• 分类号: Q966
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2019.10.003

摘要

[目的]3-羟基-3.-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是保幼激素(JH)合成途径的限速酶.麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性幼虫滞育昆虫.本研究旨在探讨HMGR基因在麦红吸浆虫滞育和发育变态过程中的作用.[方法]通过RT-PCR和RACE技术克隆麦红吸浆虫滞育前幼虫HMGR基因全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析HMGR基因核苷酸和其编码的蛋白氨基酸序列特性;采用qPCR技术测定其在麦红吸浆虫滞育不同时期3龄幼虫及不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹和后蛹以及雌雄成虫)中的mRNA表达水平.[结果]克隆获得一条麦红吸浆虫HMGR基因全长cDNA序列,命名为SmHMGR(GenBank登录号:MG876766).该基因全长2 548 bp,其中开放阅读框长2 328 bp,编码775个氨基酸,预测的蛋白分子量为84.16 kD,理论等电点为8.29.序列分析发现该基因编码的蛋白具有HMGR蛋白家族典型的HMG-CoA-reductase-class Ⅰ催化功能域及其他保守功能基序;序列比对和系统发育分析表明,SmHMGR与达氏按蚊Anopheles darling等长角亚目(Nematocera)昆虫HMGR的相似性最高、亲缘关系最近.SmHMGR在麦红吸浆虫滞育前的3龄早期幼虫中表达量显著升高,进入滞育后一直维持较高水平,并在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月达到最高.SmHMGR在蛹期表达量低于幼虫期,预蛹期表达量最低;在雌成虫中表达量显著高于在蛹和雄成虫中的表达量.[结论]SmHMGR的表达与麦红吸浆虫发育密切相关,可能在滞育诱导、维持及滞育后静息状态的维持及生殖中发挥作用,其表达量的降低可能参与了幼虫到蛹的变态.