褐飞虱自噬相关基因NlATG4的表达与功能

ATG4是一种半胱氨酸蛋白酶,负责ATG8蛋白羧基末端的切割,在自噬体形成过程中发挥重要作用。本研究克隆得到褐飞虱ATG4基因(NlATG4)的cDNA全长序列(GenBank登录号:MF062502.1)。RT-qPCR分析结果表明,NlATG4基因在褐飞虱的若虫和成虫时期均有表达,1~2龄若虫的表达量最高,在其他发育阶段的表达量稍低。RNAi结果显示,在dsRNA注射后的第4d,靶标基因NlATG4的表达量显著下降(仅为dsGFP对照组的22%),同时,NlATG4的RNA干扰导致虫体ATP含量显著降低,仅为1.0μmol/(L·mg蛋白-1),为对照组的25%;在注射后的第6d,dsNlATG4处理组的褐飞虱存活率出现显著降低,其脂肪体组织变得松散,大型脂滴(直径≥5.0μm)数量增多,类酵母共生菌周围泡状结构的界限基本消失;在注射后的第8 d,dsNlATG4处理的褐飞虱的存活率下降为36.7%,比dsGFP对照组的存活率下降53.3%。本研究表明靶向NlATG4基因的RNA干扰会破坏褐飞虱脂肪体的结构完整性和类酵母共生菌的微环境,影响脂类物质代谢和ATP含量,并导致褐飞虱存活率降低。因此,NlATG4基因在褐飞虱正常生长发育中发挥重要作用,在褐飞虱防治中具有一定的潜力。