美国白蛾HcSID-1基因的克隆、表达模式分析及其在幼虫中的功能验证

【目的】克隆美国白蛾系统性RNA干扰缺失基因序列,对该基因进行序列特征分析和时空表达模式检测,并研究其在美国白蛾幼虫系统性RNA干扰中的功能。【方法】通过RT-PCR和RACE技术从美国白蛾幼虫中进行基因克隆,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测该基因在美国白蛾不同发育阶段和幼虫不同组织中的相对表达量;利用RNAi和qPCR技术验证外源dsRNA对该基因的干扰效率,以及干扰该基因表达后对其他靶标基因干扰效率的影响。【结果】从美国白蛾幼虫中克隆得到一个美国白蛾系统性RNA干扰缺失基因并命名为HcSID-1(GenBank登陆号:MG696730)。该基因全长2761 bp,开放阅读框(ORF)2613 bp,编码870个氨基酸,预测蛋白分子量为97.08 kD,理论等电点(pI)6.81,有1个19 aa的信号肽。氨基酸序列分析表明,HcSID-1蛋白有1个长N末端(308 aa),序列中后段309—855位氨基酸之间具有典型的11个跨膜结构域;系统进化分析表明HcSID-1与鳞翅目昆虫同源性较高,和家蚕的BmSID-3亲缘关系最近;时空表达分析表明,HcSID-1在美国白蛾各发育阶段和幼虫各组织中均有表达,在幼虫中肠组织表达量最高。注射HcSID-1 dsRNA可显著降低该基因在转录水平的相对表达量,且该基因的下调能降低HcChi dsRNA在美国白蛾幼虫中的RNA干扰效率。【结论】获得具有典型家族特征的美国白蛾SID-1基因序列,该基因的下调能够影响其他靶标基因dsRNA的RNAi效率,表明该基因可能具有与其他SID基因在系统性RNAi过程中相同的功能。

系统RNA干扰及在昆虫中的应用

系统性是RNA干扰(RNA interference,RNAi)在植物和线虫中的一个重要特性,即RNAi沉默信号可以在细胞和组织间进行传递,近年来研究发现某些昆虫中也存在系统RNAi现象。RN Ai技术对很多领域的发展具有重要的促进作用,包括功能基因组学和害虫防治等领域。综述线虫,昆虫的系统性RNAi研究概况以及RNAi在昆虫领域的应用现状,并展望其应用前景。

马铃薯甲虫两个系统性RNA干扰缺失基因cDNA的克隆、序列分析和时空表达

【目的】克隆马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata(Say)两条Sid-1基因的全长并分析其时空表达。【方法】本研究通过RT-PCR和5'/3'RACE等技术从马铃薯甲虫中克隆全长序列,通过序列多重比对和系统发育分析研究序列的保守性和基因起源,通过阶段收样,组织解剖和qPCR技术获得这两个基因的时空表达。【结果】从马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata的4龄幼虫中克隆得到LdeSid-1a和LdeSid-1c,其m RNA全长为2 887和3 733 bp,编码759和782个氨基酸,分子量为86.19和90.27 ku,两条蛋白质序列的相似性为59%。与其它昆虫的系统性RNA干扰缺失基因的比对结果显示,LdeSid-1a和LdeSid-1c分属于鞘翅目系统性RNA干扰缺失基因的两个分支,均具有典型的11个跨膜域结构,在蛋白质序列的N端具有4段高度保守的基序。qPCR的时序分析表明LdeSid-1a和LdeSid-1c的表达从初孵幼虫开始逐渐上升,而LdeSid-1c在卵中的表达也较高,组织中的分布结果表明,两个基因在所有组织中均表达,在前肠、中肠和后肠以及生殖系统中表达较高,在神经系统中为优势表达。LdeSid-1a和LdeSid-1c的Gen Bank登录号为KR153284和KR153285。【结论】LdeSid-1a和LdeSid-1c具有典型的系统性RNA干扰缺失基因家族的结构,时空表达和系统发育的结果均表明这两条基因可能在幼虫的高龄阶段起到重要作用。