检索结果-内蒙古大学图书馆

黑龙江农业科学 2023年第11期 144-150页

作者：王晓曦刘兴龙王宇王克勤樊东黑龙江省农业科学院植物保护研究所/农业农村部哈尔滨作物有害生物科学观测实验站黑龙江哈尔滨150086 东北农业大学植物保护学院黑龙江哈尔滨150030

几丁质是昆虫的主要组成成分,由于几丁质不存在于植物和无脊椎动物中,被认为是环境友好型农药的设计靶标。几丁质合成酶b是几丁质合成路径中的最后一个关键酶,近些年已成为国内外研究的热点内容。根据国内外对昆虫几丁质合成酶b基因功... 详细信息

几丁质是昆虫的主要组成成分,由于几丁质不存在于植物和无脊椎动物中,被认为是环境友好型农药的设计靶标。几丁质合成酶b是几丁质合成路径中的最后一个关键酶,近些年已成为国内外研究的热点内容。根据国内外对昆虫几丁质合成酶b基因功能的研究,综述了几丁质合成酶b对几丁质合成的调控研究进展,包括时空表达特性、基因功能、基因在害虫防治中的研究、并对RNA干扰技术应用存在的问题及解决途径进行了展望。

关键词：昆虫几丁质几丁质合成酶b 环境友好型农药

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蜕皮激素和有效霉素对粘虫几丁质合成酶b基因表达的影响

引用

应用昆虫学报 2019年第5期56卷 1026-1036页

作者：王晓曦赵桂莹杨航张雅男樊东东北农业大学农学院

【目的】克隆粘虫Mythimna separata几丁质合成酶b基因的全长cDNA序列,研究该基因的时空表达特性,分析蜕皮激素(20-hydroxy ecdysone, 20 E)和有效霉素(Validamycin)对该基因表达水平的影响。【方法】本试验通过高通量测序法获得粘虫... 详细信息

【目的】克隆粘虫Mythimna separata几丁质合成酶b基因的全长cDNA序列,研究该基因的时空表达特性,分析蜕皮激素(20-hydroxy ecdysone, 20 E)和有效霉素(Validamycin)对该基因表达水平的影响。【方法】本试验通过高通量测序法获得粘虫几丁质合成酶b基因的cDNA全长序列,利用RT-qPCR技术分析粘虫几丁质合成酶b基因在不同发育阶段和不同组织的特异性表达及蜕皮激素和有效霉素对其表达的影响。【结果】基因cDNA全长4 617 bp,包含一个完整开放阅读框,编码1个1 538个氨基酸组成的多肽,分子量为175.629 ku,理论等电点为5.96,包含17个跨膜螺旋,4个几丁质合成酶的标签序列CATMWHET,DGD,EDR和QRRRW及1个催化结构域。该基因命名为MsCHSb,Genbank登录号为KY348776。氨基酸序列比对表明,该基因与其他昆虫的几丁质合成酶b基因同源性高于52%,其中与蓓带夜蛾Mamestra configurata和棉铃虫Helicoverpa armigera的几丁质合成酶b基因同源性最高,分别为92%和83%。RT-qPCR技术表明粘虫在不同发育阶段和组织中均有mRNA的特异性表达,其中3龄第1天和中肠中MsCHSb基因相对表达量最高。注射10 μg/μL浓度的蜕皮激素6 h和12 h后,表现为对该基因的诱导效应,与对照组差异显著;有效霉素处理后该基因相对表达量均被显著抑制,其中注射20 μg/μL浓度的有效霉素48 h后,抑制作用最为明显。【结论】本试验得到了一条新的粘虫几丁质合成酶b基因cDNA序列全长。蜕皮激素对MsCHSb基因的表达有一定的诱导作用,有效霉素对MsCHSb基因的表达有一定的抑制作用,该结果为进一步研究昆虫几丁质合成酶b打下了基础。

关键词：粘虫几丁质合成酶b 克隆蜕皮激素有效霉素表达

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黏虫几丁质合成酶b cDNA序列的克隆、特性及功能研究

黏虫几丁质合成酶B cDNA序列的克隆、特性及功能研究

引用

作者：王晓曦东北农业大学

学位级别：硕士

黏虫Mythimna separata(Walker)大范围发生时,农作物会大大降低产量有时颗粒无收,是全国性的一种重要农业害虫。目前防治黏虫的方法主要依靠化学防治,不仅为害非靶标生物的安全,污染环境,还增强了黏虫的抗药性。利用分子生物学技术是未... 详细信息

黏虫Mythimna separata(Walker)大范围发生时,农作物会大大降低产量有时颗粒无收,是全国性的一种重要农业害虫。目前防治黏虫的方法主要依靠化学防治,不仅为害非靶标生物的安全,污染环境,还增强了黏虫的抗药性。利用分子生物学技术是未来最为有效和环保的生物防治手段之一。几丁质是昆虫围食膜的主要成分,它的合成对昆虫的发育和变态起到至关重要的作用。由于几丁质不存在于植物和脊椎动物中,被认为是理想的环境友好型农药的设计靶标。几丁质合成酶b(CHSbs)负责合成中肠围食膜上的几丁质,确保了昆虫生长发育中围食膜的再形成,当抑制CHSbs基因的表达时,围食膜的结构受到破坏,进而影响虫体的消化与吸收。因此,对合成黏虫中肠围食膜几丁质的几丁质合成酶b进行功能的研究,是发展生物技术的方法防治黏虫的重点。对此,本试验通过高通量测序法得到黏虫的几丁质合成酶b基因的cDNA序列。通过生物信息学分析、荧光定量检测在不同发育阶段和不同组织MsCHSb基因的特异性表达及功能分析,从分子水平上对该基因的表达特性进行研究以及对合成中肠围食膜几丁质这一功能进行分析。得到的结果如下:(1)黏虫几丁质合成酶b基因的cDNA序列全长4617 bp,包含1个完整开放阅读框,编码1个1538个氨基酸组成的多肽,分子量为175.629 ku,理论等电点为5.96。含有4个几丁质合成酶的标签序列CATMWHET,DGD,EDR和QRRRW及1个催化结构域,确认所得cDNA序列为黏虫几丁质合成酶b基因。该基因命名为MsCHSb,在Genbank上登录,获得登录号为KY348776。(2)MsCHSb基因在不同发育阶段和不同组织中均有表达,明确了该基因的表达模式。mRNA表达结果显示,MsCHSb基因在1-6龄的第一天和最后一天、预蛹期、蛹期和成虫期均有表达,3龄第一天和蛹期第一天的表达量最高,1龄最后一天的表达量最低;MsCHSb基因在前肠、中肠、后肠、体壁、马氏管、脂肪体和唾腺这7个不同组织中均有表达,在中肠的表达量最高,在体壁的表达量最低。(3)饥饿处理对MsCHSb基因的表达有一定的抑制作用,进一步验证了饥饿对黏虫的取食和中肠的消化与吸收具有一定影响。试验选取4龄第二天黏虫,喂食24 h后饥饿24 h,MsCHSb基因的表达量明显比持续喂食48 h和持续饥饿48 h低,且差异显著;饥饿24 h后喂食24 h,MsCHSb基因的表达量明显比持续喂食48 h和持续饥饿48 h高,且差异显著。饥饿处理后MsCHSb基因的表达量变化与中肠几丁质含量的变化具有相同的趋势。(4)20 E蜕皮激素对MsCHSb基因的表达有一定的诱导作用,在注射10μg/μL的20 E6 h后诱导作用最为明显。对4龄第二天黏虫注射20 E,发现注射10μg/μL的20 E 6 h和12h后,MsCHSb基因的表达量分别升高了32.0%和30.4%,与对照差异显著,表现为对该基因的诱导作用;注射其他浓度20 E不同时间后,该基因的表达量均降低,与对照差异显著。(5)有效霉素对MsCHSb基因的表达有一定的抑制作用,对4龄第二天黏虫注射20μg/μL有效霉素24 h和48 h后,该基因的相对表达量最低,相比对照组下降了95.2%和96.4%,对该基因的抑制作用最为明显。有效霉素处理后黏虫MsCHSb基因的表达量变化与中肠几丁质含量的变化具有相同的趋势。也表明了在黏虫生长发育过程中,MsCHSb基因表达水平和中肠几丁质含量呈正相关关系。(6)RNA干扰后发现MsCHSb基因的表达量下降,表明RNA干扰成功抑制了MsCHSb基因的表达,基因沉默影响了黏虫中肠几丁质的合成,可能破坏了中肠围食膜的通透性,进而影响进食导致虫体生长发育缓慢,最终死亡。对4龄第二天黏虫注射dsMsCHSb,时间处理为24 h和48 h时,黏虫MsCHSb基因的表达水平分别下降了82.1%和86%,对该基因的干扰效果最好。干扰使部分黏虫出现停止进食、无法正常蜕皮,产生异形、甚至死亡的现象。干扰96h后黏虫的死亡率最高,达到了46.7%。本试验获得了MsCHSb基因cDNA的序列,该基因在黏虫不同发育阶段和不同组织中差异表达,通过研究饥饿处理、20 E蜕皮激素处理、有效霉素处理和RNA干扰对该基因表达的影响,探究该酶在各个处理下是否能够完成原有的合成中肠围食膜几丁质的功能。为进一步明确CHSb基因的作用机理奠定了基础,给黏虫的生物防治提供新思路。

关键词：黏虫几丁质合成酶b 克隆饥饿处理蜕皮激素有效霉素 RNA干扰

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