真菌源水平转移的载脂蛋白D基因影响二斑叶螨的寿命与生殖
Apolipoprotein D genes horizontally transferred from fungi affect the longevity and reproduction of Tetranychus urticae(Acari:Tetranychidae)
摘要[目的]载脂蛋白D(apolipoprotein D,ApoD)是一类参与代谢、组织发育、免疫和抗氧化等多项生物功能的胞外蛋白,是抗衰老和延长寿命的重要分子基础.本研究旨在解析ApoD基因在叶螨基因组中的复制与扩张程度及其系统发育,探讨多功能ApoD基因对二斑叶螨Tetranychus urticae的寿命和生殖的影响.[方法]联合使用BLASTP,HMMER,TBLASTN和GEMOMA鉴定番茄刺皮瘿螨 Aculops lycopersici、截形叶螨Tetranychus truncatus和二斑叶螨基因组中ApoD家族基因;采用最大似然法构建细菌、真菌、植物、哺乳动物、昆虫、瘿螨和叶螨的ApoD系统发育树;依据二斑叶螨在不同发育阶段(卵、若螨、1日龄雌成螨和5日龄雌成螨)和不同寄主植物(菜豆、拟南芥Arabidopsis thaliana、番茄、茄子、棉花和黄瓜)上若螨或成螨的ApoD家族基因表达谱,挑选出ApoDR2,ApoD9,ApoD17和ApoD24 4个基因,采用dsRNA浸泡法对新羽化的二斑叶螨雌成螨进行ApoDR2,ApoD9,ApoD17和ApoD24的RNAi,并检测10 d内的存活率和单雌日均产卵量.[结果]二斑叶螨基因组中鉴定到68个ApoD基因,近缘种截形叶螨有33个ApoD基因,番茄刺皮瘿螨仅有1个ApoD基因,叶螨科之外的生物普遍拥有1~10个ApoD基因.系统发育分析结果表明,叶螨的ApoD家族主要分为三大簇,分别与昆虫、瘿螨和真菌的脂质转运蛋白基因聚类;叶螨中剧烈扩张的ApoD支系与真菌ApoD基因存在多个特有的一致性位点,且最大似然树显示亲缘关系近.大部分ApoD基因在二斑叶螨若螨和成螨期高水平表达,在二斑叶螨取食不同寄主植物时呈现多样的表达调控模式.与对照相比,沉默ApoDR2和ApoD9对二斑叶螨的适合度无显著影响,沉默ApoD17和ApoD24显著降低了二斑叶螨10 d内存活率和单雌日均产卵量,其中沉默ApoD17对二斑叶螨的存活率和单雌日产卵量影响较大.[结论]推测真菌源水平转移后获得的ApoD基因在叶螨基因组中剧烈扩张,并且对二斑叶螨的寿命和生殖产生了不同程度的影响,但是其在叶螨中的多功能性有待进一步研究.
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