硫激肽及其受体调控褐飞虱取食行为

【目的】明确硫激肽(sulfakinin, SK)及硫激肽受体(sulfakinin receptor, SKR)在褐飞虱Nilaparvata lugens取食行为中的作用。【方法】PCR克隆褐飞虱硫激肽基因Nlsk及其受体基因Nlskr cDNA全长序列并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Nlsk及Nlskr在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、触角、翅、口针、足、肠道和马氏管)中的表达量;褐飞虱3龄若虫注射dsNlskr进行基因沉默,qRT-PCR检测4龄若虫中Nlskr的表达量,测定4龄若虫的取食量;基于已构建的Nlskr RNAi后的4龄若虫转录组数据库进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的GO和KEGG分析以及取食相关基因的qRT-PCR验证。【结果】PCR克隆得到了褐飞虱Nlsk(GenBank登录号:AB817281)及Nlskr(GenBank登录号:BAO01059.1)的cDNA全长序列。序列比对结果显示,褐飞虱NlSK成熟肽具有与其他物种保守的C端FMRFamide型多肽结构。NlSKR与其他昆虫同源受体存在高度保守的跨膜结构域。qRT-PCR检测结果表明,Nlsk与Nlskr在卵和1龄若虫中高表达,两基因均主要在头部表达,Nlskr还在褐飞虱口针中高表达。RNAi沉默Nlskr可显著提高褐飞虱4龄若虫的取食量;基于转录组数据DEGs的GO和KEGG分析结果表明,RNAi沉默Nlskr可显著影响褐飞虱嗅觉、味觉、能量代谢以及取食相关神经肽及受体基因的表达;取食相关基因的qRT-PCR验证结果表明,沉默Nlskr降低Nl7tmOR,NlOAR-3R,NlUH-FAF和NlTRP-161A的表达量,而提高NlGr64f,NlUE-E2和NlTHR的表达量。【结论】本研究明确了硫激肽及其受体参与调控褐飞虱取食行为,为害虫取食行为抑制剂研发提供了潜在靶点。

埃及伊蚊硫激肽及其受体基因的鉴定和基因敲低株的转录组变化

目的通过探究埃及伊蚊(Aedes aegypti)硫激肽(sulfakinin,SK)及其受体(sulfakinin receptor,SKR)功能,为研发以神经肽及其受体为靶点的新型杀虫剂奠定一定的实验基础及理论依据。方法通过生物信息学分析及规律间隔成簇短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(CRISPRassociated protein9,Cas9)敲除技术对埃及伊蚊硫激肽及其受体基因的功能进行探究,然后利用RNA干扰技术抑制成蚊中硫激肽或其受体的表达,最后利用转录组测序技术筛选干扰组与对照组之间的差异表达基因并进行功能分析。结果生物信息学分析发现埃及伊蚊中仅存在1个硫激肽受体,此外在构建埃及伊蚊硫激肽及其受体基因突变株的过程中发现,G0代突变株中只有2%的蚊子突变形成嵌合体,其中大量雄性嵌合体死亡,只有14%的雌性嵌合体能够产卵,因此,最终没有产生有效的G1代突变体。转录组数据表明,与对照组相比,干扰硫激肽基因后蚊虫体内有181个基因表达出现显著差异,其中62个基因显著上调,119个基因显著下调。同时,干扰硫激肽受体后110个基因表达存在显著性差异,其中20个基因上调,90个基因下调。将2组数据进行交叉分析发现有46个基因在干扰硫激肽或其受体后表达量均发生显著变化,其中仅4个基因上调,其余42个基因均显著下调,并且差异表达基因主要富集在代谢通路、内分泌系统及消化系统。结论硫激肽及其受体基因有较高的保守性,可能主要参与调节埃及伊蚊能量代谢与消化功能,从而在调控昆虫生长发育过程中发挥重要作用。