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褐飞虱G蛋白β亚基基因的功能分析

Functional analysis of the G-protein β-subunit gene in the brown planthopper,Nilaparvata lugens(Hemiptera:Delphacidae)

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摘要[目的]本研究旨在鉴定褐飞虱Nilaparvata lugens G蛋白β亚基基因(NlGβ)并分析其功能,以期为基于RNAi技术防治褐飞虱提供潜在的新靶标基因.[方法]利用PCR克隆并验证褐飞虱NlGβ的编码序列(coding sequence,CDS)并进行生物信息学分析;基于褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、足、肠道、表皮、脂肪体、雌性生殖系统和雄性生殖系统)转录组表达谱分析NlGβ的时空表达模式;通过对2和5龄褐飞虱若虫进行显微注射dsRNA沉默NlGβ,观测个体和雌性生殖系统表型,统计存活率、单雌产卵量和卵孵化率,利用透射电子显微镜技术观察侧输卵管膨大区.[结果]褐飞虱NlGβ(GenBank登录号:XP_022200908.1)的CDS长948 bp,NlGβ蛋白包含7个WD40结构域和4个WD_REPEATS_1基序,是一个较为保守的蛋白,除了直翅目昆虫外,来源于其他昆虫目中的NlGβ同源蛋白能很好地聚集在同一簇进化分支上.NlGβ的表达量在1-3龄若虫期呈现周期性变化,在5龄雌若虫和雌成虫中的表达量高于5龄雄若虫和雄成虫中的;NlGβ在成虫不同组织中都表达,但在脂肪体中表达量最高,在雌性生殖系统中的表达量高于雄性生殖系统中的.沉默褐飞虱2龄若虫NlGβ,出现蜕皮困难的现象,导致存活率较dsGFP对照组显著降低;沉默褐飞虱5龄若虫NlGβ,雌成虫腹部异常膨大,卵巢发育畸形,单雌产卵量较对照组显著下降,卵无法孵化,侧输卵管膨大区内分泌物增加,上皮细胞发生降解.[结论]NlGβ与褐飞虱的生长发育和雌虫的繁殖密切相关.

作者 徐航鹏 ^[1] 任朋朋 ^[1] 张传溪 ^[2] 鲁嘉宝 ^[1] 学术成果认领

作者单位 宁波大学植物病毒学研究所,农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室,农业农村部和浙江省植物保护生物技术重点实验室,宁波 315211 ^[1] 宁波大学植物病毒学研究所,农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室,农业农村部和浙江省植物保护生物技术重点实验室,宁波 315211;浙江大学昆虫科学研究所,杭州 310058 ^[2]

关键词褐飞虱 G蛋白β亚基基因蜕皮繁殖 RNA干扰 Nilaparvata lugens G-protein β-subunit gene molting reproduction RNA interference

分类号 Q966（昆虫生物化学）

栏目名称

生理与生化

DOI 10.16380/j.kcxb.2024.04.002

发布时间 2024-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

浙江省自然科学基金项目（LQ22C140001）