黏虫丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆及抗球孢白僵菌功能分析

为探究丝氨酸蛋白酶抑制剂（serine protease inhibitor,Serpin）基因在黏虫Mythimna separata生长发育及免疫防御等过程中发挥的作用,在黏虫转录组中获得Serpin基因的cDNA序列,采用实时荧光定量PCR技术分析Serpin在黏虫不同发育阶段和不同组织中的表达水平,并通过RNA干扰技术分析Serpin在黏虫抗球孢白僵菌Beauveria bassiana过程中发挥的作用。结果显示,获得2个黏虫Serpin基因,命名为MsSerpin-4和Mserpin-5,其cDNA全长序列分别为1 938 bp和2 618 bp,开放阅读框分别为1 188 bp和1 197 bp,分别编码395个和398个氨基酸,GenBank登录号分别为MZ577062和MZ577063。2个基因在黏虫不同龄期和不同组织内均有表达,在成虫期的相对表达量最高,在1龄幼虫期的相对表达量最低;在中肠中的相对表达量最高,在唾腺中的相对表达量最低。RNA干扰6 h时对MsSerpin-4和Mserpin-5表达的抑制效果最好,抑制率分别为52.57%和49.15%;MsSerpin-4和Mserpin-5的表达被抑制后,黏虫对球孢白僵菌更敏感,校正死亡率分别提高了31.47%和14.62%。表明黏虫2个MsSerpin均参与了被球孢白僵菌侵染后的免疫反应,可为后续黏虫的生物防治提供新靶标。     

不同温度对大豆蚜海藻糖合成酶基因表达及沉默效率研究

海藻糖是昆虫血淋巴中最重要的糖类物质，海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase，TPS）是昆虫体内海藻糖合成途径的关键酶。本试验通过转录组测序获得一条大豆蚜Aphis glycines（Matsumura）海藻糖合成酶的cDNA序列，命名为AgTPS（GenBank登录号：MN068811）。cDNA序列全长4174 bp，包含一个长度为2559 bp的开放阅读框，编码852个氨基酸，等电点为5.98，分子质量为95.8 kDa，具有一个典型的TPS结构域。不同温度下AgTPS基因干扰结果显示：5℃时基因沉默持续时间最长，30℃处理6 h时该基因沉默效果最好，抑制率可达79.48%，且30℃干扰后对大豆蚜生存和繁殖影响最大。试验表明该基因参与大豆蚜抗逆过程，试验结果为利用RNA干扰技术防治大豆蚜提供理论依据。     

大豆蚜Aghsp75基因对吡虫啉及温度胁迫的应激表达

热激蛋白在昆虫抵御温度胁迫和药剂胁迫反应中具有重要作用。本试验通过高通量测序获得一条大豆蚜热激蛋白基因的cDNA序列，该序列全长2982 bp，含1个长度为2052 bp的开放阅读框，编码683个氨基酸组成的多肽，多肽等电点约为6.30，分子质量约为77.8 kDa；推导的氨基酸序列与棉蚜Aphis gossypii HSP75同源性高达99.12%，属于hsp 75家族。我们把该基因定名为Aghsp75，已提交至GenBank（登录号为MN068810）。Aghsp75通过不同浓度吡虫啉药剂和不同温度胁迫成蚜后发现，经LC₅₀吡虫啉浓度胁迫3、6和24 h时以及在LC₃₀浓度吡虫啉胁迫12 h时该基因表达量显著升高；经6℃处理6 h时以及36℃处理3 h和6 h时该基因表达量显著升高。本研究表明该基因可能参与大豆蚜的抗逆过程，为利用分子生物技术手段防治大豆蚜提供理论保障。     

黏虫保幼激素环氧水解酶基因MsJHEH2的克隆与生物学功能

保幼激素环氧水解酶（juvenile hormone epoxide hydrolase,JHEH）是调控保幼激素（juvenile hormone,JH）滴度的重要降解酶。本文在黏虫体内克隆得到一条具有EHN环氧水解酶超家族结构域的保幼激素环氧水解酶MsJHEH2基因cDNA序列（GenBank登录号：MT802192）,长度1533 bp,开放阅读框（ORF）为1389 bp,编码462个氨基酸,推测分子量和等电点分别为52.42 kDa和7.07。表达模式分析发现,MsJHEH2在黏虫各个龄期与组织中均有表达,其中在蛹期和中肠中表达量最高。RNA干扰处理4龄幼虫6 h后的基因沉默效率最高,为64.86%,此时黏虫体内JH滴度上升为对照的1.58倍。该基因沉默后对黏虫无明显致死作用,但导致其蛹历期延长、羽化率降低。本研究表明MsJHEH2可以通过调节JH含量进而影响黏虫生长发育进程。     

黏虫CYP9A134基因的克隆及其解毒功能

昆虫体内的细胞色素P450酶系统在昆虫解毒过程中发挥着重要作用。本次试验通过转录组测序获得一条新的黏虫P450基因，经国际委员会命名为CYP9A134（登录号为MT990973）。该序列全长为1801 bp，开放序列长度为1596 bp，编码531个氨基酸，分子质量为61.42 kDa，等电点为4.90。在黏虫幼虫阶段用2.5%高效氯氟氰菊酯和20%氯虫苯甲酰胺诱导时该基因表达量会有不同程度上升，最高的可分别达对照组的2.6倍和6.5倍。RNA干扰后，该基因表达量最低下降了70%，以上2种杀虫剂LD₃₀杀虫效果分别提高了13%和25%；在黏虫成虫阶段用20%氯虫苯甲酰胺LD₃₀诱导时，该基因表达量最高可达7.8倍。RNA干扰后，该基因表达量最低下降了61%，LD₃₀剂量的氯虫苯甲酰胺杀虫效果提高26%。结果表明，该基因可能在杀虫剂诱导的解毒代谢过程中发挥重要作用。