烟粉虱MEAM1隐种漆酶-1基因全长cDNA克隆、序列分析与组织表达

多酚氧化酶是多种刺吸式昆虫唾液中的关键酶类,可以通过干扰寄主植物正常的氧化还原反应来调控食物来源使其更有利于昆虫本身。昆虫体内的漆酶-1属于多酚氧化酶家族,被认为参与昆虫取食过程中的金属离子代谢、降解植物次生有毒物质以及免疫防御等生理活动。为研究漆酶-1基因在烟粉虱MEAM1隐种Bemisia tabaciMiddle East-Asia Minor1组织中的功能,利用RACE技术首次获得了烟粉虱MEAMI隐种漆酶-1(laccase-1,lac-1)基因的cDNA全长序列,命名为Btlac-1(GenBank登录号:JQ966215)。结果表明,该基因含有一个2733bp的开放阅读框,编码910个氨基酸,其编码产物含有3个Cu-oxidase功能域,属于蓝多铜氧化酶家族成员。同源性比较分析表明,Btlac-1与黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps和豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的lac-1编码的氨基酸序列一致性达58%。Btlac-1在不同组织和发育时期的转录表达分析表明,Btlac-1在烟粉虱MEAM1隐种中肠中的转录水平最高,显著高于头胸部和腹部组织中,且在各个发育时期均有表达,在成虫期的表达水平较高。该结果为进一步明确lac-1在烟粉虱取食过程的生理作用奠定基础,也为探讨刺吸式昆虫与植物相互作用机制提供理论依据。

漆酶-1基因在烟粉虱MEAM1隐种和温室粉虱中的表达模式比较

【目的】漆酶-1(LAC1)在粉虱-植物互作中发挥重要作用,本研究旨在探讨烟粉虱Bemisia tabaci MEAM1隐种和温室粉虱Trialeurodes vaporariorum两种存在竞争关系的粉虱中LAC1基因表达模式是否存在差异。【方法】测定烟粉虱MEAM1隐种和温室粉虱唾液漆酶-1活力;对温室粉虱LAC1基因进行了克隆和测序;通过荧光定量PCR测定和比较了LAC1在两种粉虱不同发育阶段和成虫不同组织中的表达谱以及取食外施水杨酸(0. 5 mmol/L)的番茄植株后两种粉虱不同发育阶段和成虫不同组织中LAC1的表达水平,同时检测了成虫存活率和产卵量。【结果】酶活力测定结果表明两种粉虱的唾液中漆酶-1活力差异不显著。温室粉虱PCR扩增后得到大小639 bp的LAC1基因中间片段。发育表达谱结果表明,LAC1基因在两种粉虱各个发育阶段均有表达,在烟粉虱MEAM1隐种成虫期表达量逐渐升高,而在温室粉虱各发育时期的表达量无显著差异;烟粉虱MEAM1隐种成虫期LAC1的表达量高于温室粉虱。组织表达结果表明,LAC1在两种粉虱成虫的头胸部、中肠和腹部残骸中均有表达,但在中肠中丰度最高。取食外施水杨酸番茄植株的烟粉虱MEAM1隐种,随取食时间的延长成虫存活率下降,与对照(取食喷施清水的植株)相比差异显著。羽化后14 d时,取食外施水杨酸植株的烟粉虱MEAM1隐种存活率仅为对照的一半,而取食外施水杨酸植株的温室粉虱的存活率与对照相比差异不显著。无论是取食外施水杨酸的植株还是取食对照植株,烟粉虱MEAM1隐种体内LAC1表达量和产卵量均高于温室粉虱。【结论】LAC1在两种粉虱体内表达模式存在差异,这可能在两种粉虱的竞争适应中具有一定作用。