昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶研究进展

糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶是N-乙酰己糖胺代谢过程中一个重要的酶,其可将位于非还原端以β糖苷键连接的N-乙酰己糖胺从寡糖及糖复合物中水解下来。昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶参与昆虫多个生理过程,包括表皮几丁质水解、蛋白质N糖基化修饰、糖复合物水解及精卵识别,因此可能成为生态农药设计的潜在靶标,受到国内外学者的普遍关注。根据昆虫20家族β-N-乙酰己糖胺酶的进化关系和生理功能,可以将其分为4个亚家族,分别为Hex1、Hex2、Hex3和Hex4。Hex1主要在昆虫蜕皮时期的表皮中表达,RNA干扰该基因能够导致昆虫在发育过程中不能正常蜕皮而死亡。通过酶学性质研究发现,Hex1能够专一性水解以β 1-4糖苷键连接的几丁质寡糖底物,而不能水解以其他形式连接的底物,是专一性的参与几丁质水解的β-N-乙酰己糖胺酶。目前获得的唯一一个昆虫β-N-乙酰己糖胺酶的晶体结构来自于亚洲玉米螟的OfHex1,其参与底物结合的“+1”位点存在一个特殊的三明治结构,使得Hex1对几丁质寡糖具有高度的选择性和水解活性。Hex2在双翅目昆虫中并不存在,与人类的β-N-乙酰己糖胺酶具有高度的相似性,RNA干扰该基因的表达能够导致幼虫化蛹时异常,成虫翅、附肢、触角等异常。通过酶学性质研究表明,Hex2能够水解释放几丁质寡糖,糖复合物等底物中的β-N-乙酰己糖胺,具有广泛的底物谱。Hex2的功能可能与人类Hex酶的功能类似,参与糖复合物的水解。Hex3是目前研究较少的一类β-N-乙酰己糖胺酶,RNA干扰该基因的表达能够导致幼虫蜕皮过程异常。Hex3存在于昆虫蜕皮液中,与Hex1存在相互作用,可能形成二聚体。通过酶学性质研究表明,Hex3能够水解几丁质寡糖底物,但活性较弱,说明其可能参与几丁质的水解。此外,Hex3、Hex1和Hex4被发现存在于双翅目昆虫精子的表面,可能参与精卵识别过程。Hex4又被称为FDL,是因为该基因的缺失能够导致果蝇左右大脑发生融合（fused lobe）。它是另外一种具有严格底物选择性的β-N-乙酰己糖胺酶,能够专一性地水解糖复合物GnGn中α1-3分支上以β 1-2糖苷键连接的GlcNAc β 1-2Man,通过细胞定位研究表明Hex4主要存在于高尔基体当中。以上表明Hex4的主要功能是参与细胞内的糖基化修饰过程。尽管目前对于昆虫β-N-乙酰己糖胺酶的研究取得了很大的进展。对Hex1的功能、酶学性质和晶体结构研究得较为透彻,对于设计环境友好的杀虫剂具有较强的指导意义。但其他3种β-N-乙酰己糖胺酶在生理条件下如何发挥功能,以及4种β-N-乙酰己糖胺酶活性差异的结构基础并不是十分清楚。作者从进化关系、晶体结构、酶学性质和生理功能等方面对昆虫糖基水解酶20家族β-N-乙酰己糖胺酶的研究进展进行综述。     

家蚕表皮蛋白BmCPAP3-G的表达特征及其与几丁质的结合特性

【目的】探讨家蚕(Bombyx mori)表皮蛋白BmCPAP3-G的表达特征及与几丁质的结合方式,为家蚕表皮蛋白的功能研究提供依据。【方法】应用生物信息学方法分析家蚕CPAP家族表皮蛋白及BmCPAP3-G的结构域的序列特征;利用原核表达的方法表达BmCPAP3-G的融合蛋白,通过镍柱亲和层析技术纯化可溶性蛋白,利用5800 MALDI-TOF/TOF质谱鉴定正确后进行多克隆抗体制备,并利用几丁质亲和层析技术验证BmCPAP3-G与几丁质的结合;利用半定量RT-PCR和Western blot方法对BmCPAP3-G的组织和时期表达情况进行检测;利用几丁质亲和层析技术探讨体外BmCPAP3-G的结构域与几丁质结合能力强弱的关系。【结果】BmCPAP3-G蛋白具有18个氨基酸组成的信号肽,分子量为27 k D,等电点为4.82,位于第15号染色体上,由3个相同的Cht BD2结构域组成,并且其结构域中的半胱氨酸和芳香族氨基酸的同源性较高;对BmCPAP3-G进行了克隆和原核表达,并利用镍柱亲和层析技术纯化到了较纯的可溶性蛋白,经5800 MALDI-TOF/TOF鉴定正确后制备了其多克隆抗体,通过几丁质亲和层析技术验证了BmCPAP3-G能够与几丁质进行结合;利用半定量RT-PCR和Western blot的方法对BmCPAP3-G的组织和时期表达情况进行检测,发现转录水平和蛋白水平的结果一致,BmCPAP3-G在头和表皮中的表达量较高,在中肠、生殖腺和丝腺中的表达量较低,从表皮和丝腺的时期表达情况分析BmCPAP3-G在4龄眠期的表达量最高,随着5龄期的进行表达量呈逐渐下降的趋势;为了探讨BmCPAP3-G结构域与几丁质结合的关系,对该蛋白的结构域进行原核表达及镍柱亲和层析纯化,成功纯化了有活性的结构域3、结构域1-2、结构域2-3,将这3个结构域进行几丁质亲和层析验证其与几丁质的结合能力,发现它们均能够与几丁质进行结合,但是结合能力有差异,结构域3相比于结构域1-2和结构域2-3的结合能力要弱,即两个结构域比单个结构域与几丁质的结合能力强。【结论】BmCPAP3-G为典型的CPAP家族的表皮蛋白,可能参与几丁质层在眠期的降解再形成过程。BmCPAP3-G单个Cht BD2结构域就能够与几丁质结合,但多个结构域的同时存在加强了其与几丁质的结合能力。     

运用培养的二化螟表皮检测几丁质抑制剂—ATABRON生物活性

二化螟幼虫表皮在 Grace 培养液中经20-羟蜕皮酮诱导24h 后,移入不含20-羟蜕皮酮的 Grace 培养液中继续培养48h,出现表皮开裂及皮层溶离。而几丁质抑制剂 ATABRON则能抑制这种过程的发生。与传统的生物测定方法相比,用这种表皮培养系统检测几丁质抑制剂的生物活性,具有快速,灵敏的特点,并能从组织学水平直接观察到几丁质抑制剂对表皮蜕皮过程的影响。     

灭幼脲毒理学研究—Ⅷ.灭幼脲对粘虫幼虫表皮蛋白质系列的影响

灭幼脲对粘虫（ＷＫ）六龄幼虫表皮的种类蛋白质、氨基酸，核糖核酸的合成有明显的抑制作用；对水溶性非结合蛋白及弱键结合蛋白的影响高于电子键、共价键结合蛋白；除抑制几丁质合成外，还改变几丁－蛋白复合体的结构。     

灭幼脲毒理学研究Ⅸ.灭幼脲对粘虫幼虫表皮蛋白质种类变化的研究

几丁质和蛋白质是昆虫表皮的主要成份,灭幼脲强烈抑制粘虫ＭｙｔｈｉｍｎａｓｅｐａｒａｔａＷａｌｋｅｒ六龄幼虫表皮几丁质的合成和降低表皮各类蛋白质含量,同时还改变了各类表皮蛋白质的比例。聚丙烯酰胺凝胶电泳显示出处理虫表皮新生了一种蛋白谱带,并且某些蛋白谱带生成和消解回吸滞后。     

Pesticides: insecticides and fungicides are chitin synthesis inhibitors

Several important groups of fungicides and insecticides are specific inhibitors of chitin synthesis in a Phycomyces enzyme system and in insect organ cultures. The recently discovered benzoylphenylurea insecticides, which prevent chitin synthesis in insect tissues, are apparently not direct-acting chitin synthetase inhibitors. These insecticides may prevent insect chitin synthesis by interfering with the proteolytic activation of the chitin synthetase zymogen.     

小菜蛾表皮蛋白基因克隆及表达分析

[目的]克隆小菜蛾表皮蛋白基因(Plutella xylostella cuticular protein,PxyICP),分析其序列特征和发育表达模式,为深入研究PxyICP在小菜蛾表皮形成中的生理功能提供科学参考.[方法]以小菜蛾为试验材料,采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆PxyICP,以生物信息学方法对其序列特征进行分析,并采用实时荧光定量PCR研究PxyICP mRNA在小菜蛾不同发育时期中的相对表达量.[结果]克隆获得的PxyICP基因开放阅读框长531 bp,编码177个氨基酸,相对分子质量约18.90 kD,等电点为5.32.氨基酸序列分析结果表明,小菜蛾表皮蛋白第1~16位氨基酸是参与跨膜蛋白转移的信号肽,且该序列具有昆虫表皮蛋白CPR家族中RR-1型保守基序的典型特征.不同发育时期的实时荧光定量PCR分析结果表明,PxyICP在小菜蛾各发育时期的表达量不同,其中PxyICP在2、3和4龄幼虫、蛹和成虫中的表达量分别是1龄幼虫的2.43、0.51、0.63、3.19和12.32倍,以在成虫的表达量最高.[结论]成功克隆获得PxyICP基因,根据其发育表达模式推测PxyICP蛋白参与小菜蛾成虫表皮的硬化和黑化等生理过程.     

资源昆虫的化学物质成分在化妆品中的应用及其发展前景

概述了常见化妆品原料的种类。对资源昆虫中可用作化妆品原料的化学成分进行了较全面的分析，结果说明：在9大类化妆品原料成分中，昆虫可在油性、保湿、色素、粉剂以及特效添加剂等6类组分中有应用。同时指出，开发具有高弹性、高保湿和天然抗菌等优点、以昆虫为主要成分的化妆品，符合化妆品现代发展趋势。昆虫也是替代化妆品用珍稀生物原料的主要资源生物。     

美国白蛾几丁质脱乙酰酶的克隆、表达及酶学性质

【目的】研究美国白蛾(Hyphantria cunea)几丁质脱乙酰酶(chitin deacetylase,CDA)基因的酶学性质,了解其在昆虫生命过程中如何发挥功能,为美国白蛾的生物防治提供新靶标。【方法】对家蚕(Bombyxmori)、棉铃虫(Helicoverpa armigera)和云杉卷夜蛾(Choristoneura fumiferana)3种鳞翅目昆虫的几丁质脱乙酰酶2序列保守域进行分析,采用同源比对方法,设计几丁质脱乙酰酶2基因特异引物,利用PCR扩增该基因全长c DNA序列;构建原核重组表达载体p ET30a-Hc CDA2,克隆获得编码美国白蛾Hc CDA2的基因,IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE电泳检测;构建重组杆状病毒表达载体p Fast Bac-Hc CDA1和p Fast Bac-Hc CDA2,脂质体转染法转染昆虫细胞Hi5,分别获得P1、P2、P3病毒,收集P3病毒上清,得到美国白蛾Hc CDA1(前期研究所得)和Hc CDA2重组蛋白,Western blot分析;重组蛋白Hc CDA1和Hc CDA2经硫酸铵粗纯化后,以对硝基乙酰苯胺为底物,测定重组几丁质脱乙酰酶Hc CDA12的酶活力,对其最适反应温度、最适p H以及金属离子的影响等酶学性质进行研究。【结果】获得了编码美国白蛾几丁质脱乙酰酶2基因全长c DNA序列,命名为Hc CDA2(Gen Bank登录号:KT781841),基因全长1.6 kb,该基因在大肠杆菌中成功表达61 kD目的蛋白,免疫家兔获得Hc CDA2蛋白的特异性多克隆抗体。Western blot分析结果表明,Hc CDA1和Hc CDA2在昆虫细胞(Hi5)中均成功表达约80 k D蛋白。酶学性质研究表明,昆虫细胞中分泌表达的Hc CDA1和Hc CDA2均具有催化活性,两种酶的最适反应温度均为50℃,当温度达到80℃时,Hc CDA2几乎失去酶活力;Hc CDA1酶促反应适宜的p H范围为7.0—9.0,并且Hc CDA1和Hc CDA2酶促反应的最适p H均为8.0;在最适反应条件下,Hc CDA2蛋白酶活力均高于Hc CDA1蛋白酶活力;Mg~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)和Ca~(2+)对Hc CDA1和Hc CDA2酶促反应整体呈抑制趋势,随浓度增大,Zn~(2)+对Hc CDA1抑制作用逐渐增强,而Mg~(2+)对Hc CDA1的抑制作用则呈现先升高后降低的趋势,而且Mg~(2+)和Ca~(2+)对Hc CDA2的抑制作用也是呈现先升高后降低的趋势。Co~(2+)和Fe~(2+)对Hc CDA1和Hc CDA2酶促反应有激活作用,随浓度增大,Fe~(2+)激活作用越强,而Co~(2+)激活作用则呈现先升高后降低的趋势。【结论】克隆了编码美国白蛾几丁质脱乙酰酶2基因(Hc CDA2),在原核细胞中表达61 k D目的蛋白,免疫家兔获得Hc CDA2蛋白的特异性抗体。得到具有活性的美国白蛾几丁质脱乙酰酶Hc CDA1和Hc CDA2,两者在体外均检测到催化活性,两种酶的最适反应温度均为50℃,最适pH均为8.0。     

非洲山毛豆提取物及鱼藤酮对菜粉蝶幼虫和蛹体壁的影响

用非注山毛豆叶丙酮提取物或鱼藤酮点滴处理菜粉蝶幼虫，出现畸形幼虫和畸形蛹，对畸形幼虫和畸形蛹的真皮细胞和内外表皮分别进行了超显微结构观察，发现鱼藤酮及其类似物影响昆虫旧表皮的分解和新表皮的合成是导致虫体畸形的主要原因，并对畸形蛹体壁的几丁质，粗脂肪，粗蛋白的含量进行测定，结果表明处理组与对照组存在明显的差异。     

Molecular Cloning and Sequence Analysis of Chitin Synthase cDNA from Mamestra brassicae （L.） （Lepidoptera： Noctuidae） Cuticle

Chitin is the most widespread amino polysaccharide in nature. Chitin synthase （CHS） plays an important role in chitin formation in the cuticle and the peritrophic membrane （PM） lining the midgut. Total RNA was isolated from the cuticle of Mamestra brassicae （L.） fourth instar larva, cDNA sequence was cloned by RT-PCR and Rapid Amplification of cDNA Ends （RACE）. cDNA 5 220 bp in length, contained an open reading frame of 4 704 bp coding for a polypeptide of 1 567 amino acid residues with a predicted molecular weight of 178.3 ku and its pI was 6.42. The deduced amino acid sequence from Mi brassicae （L.） shared the high level of identity with chitin synthase sequences from other insects, especially lepidopteran insects, cDNA sequence has been deposited with GenBank under accession No. GQ281761     

昆虫几丁质合成酶基因转录调控研究进展

几丁质广泛存在于真菌、昆虫和甲壳类动物中,但不存在于植物和脊椎动物中,为昆虫外骨骼、气管及中肠围食膜的重要组分。昆虫蜕皮过程中,富含几丁质的结构需重建以完成虫体扩张,这一过程中需要严格控制几丁质的合成。因此,几丁质生物合成一直是害虫控制的重要靶标。随着昆虫种群耐药性的迅速发展,害虫防控面临新的挑战,需要不断寻找新的害虫防治靶点,以开发新型杀虫剂,实现害虫的有效防控。几丁质合成酶（Chitin synthase,CHS）为昆虫几丁质合成途径的关键酶,在几丁质合成中发挥重要作用。昆虫存在 CHS1 和 CHS2 两类几丁质合成酶,CHS1 在昆虫外骨骼及气管中表达,催化几丁质合成,CHS2 则主要负责中肠围食膜的几丁质合成。昆虫 CHS1 基因受干扰后可导致虫体表皮产生缺陷,背气管干发育异常,而 CHS2 基因受到抑制后则往往会导致虫体中肠变短,体重下降。两类 CHS 基因下调均可引起昆虫大量死亡。昆虫体内具有复杂的 CHS 转录调控机制以保证其正常生长发育和应对外界刺激。根据国内外研究,该文综述了昆虫 CHS 基因转录调控研究进展,包括昆虫激素、转录因子、表皮损伤及进食刺激、几丁质代谢相关基因及物质、microRNA 以及几丁质合成抑制剂等对昆虫 CHS mRNA 水平的影响,为将来开发和利用以 CHS 为靶标的绿色农药防治害虫提供理论依据。     

球孢白僵菌HsbA蛋白的原核表达及免疫定位

【目的】明确虫生真菌球孢白僵菌（Beauveria bassiana）疏水表面结合蛋白HsbA（hydrophobic surface binding protein A）的致病过程。【方法】对HsbA进行克隆、亚克隆和原核表达,根据纯化后的蛋白制备多克隆抗体并进行抗原性分析,利用免疫电镜对HsbA蛋白进行定位观察。【结果】原核表达系统成功诱导了白僵菌的HsbA融合蛋白,制备多克隆抗体经Western杂交分析表明,该多抗能特异性识别目的蛋白。免疫电镜结果显示,HsbA蛋白在孢子和菌丝中呈随机分布。正常生长状态下,菌丝中的HsbA蛋白数量要明显多于孢子中被标记的数目,此外,孢子在侵染状态和正常生长状态下的HsbA蛋白数量也有显著差异,侵染状态下孢子的HsbA蛋白表达量更高,但菌丝在这2种状态下均呈现高表达。感染虫体中HsbA蛋白被标记的部位集中在体壁。【结论】原核表达实现了HsbA蛋白的高效表达,且制备的多克隆抗体具有较好的免疫原性。此外,免疫定位表明HsbA蛋白与菌丝的生长有关,并在白僵菌致病过程中参与了吸附作用,其作用部位位于昆虫体壁。     

甜菜夜蛾UAP的克隆、时空表达及RNAi研究

【目的】在昆虫中,几丁质的合成对于其生长发育至关重要,虽然几丁质合成通路在真菌中的研究比较深入,但是在昆虫中,目前大多数的研究都集中在海藻糖酶和几丁质合成酶方面,而对于通路上其他基因的研究却非常少。论文旨在阐明昆虫几丁质合成通路中的UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶（UAP）对甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）几丁质合成酶基因和害虫存活的影响。【方法】以甜菜夜蛾5龄第1天幼虫的cDNA为模板,通过简并引物扩增出甜菜夜蛾UAP基因（SeUAP）的中间片段,然后利用特异性引物和RACE技术扩增出3′和5′ race序列,拼接得到cDNA全长。随后提取甜菜夜蛾各组织和各龄期的总RNA,并通过RT-PCR方法分析SeUAP在各个组织和龄期的表达情况。最后通过向甜菜夜蛾5龄第1天的幼虫注射dsUAP观察其生长状况,检测RNAi的效率以及对几丁质合成通路下游基因的影响。【结果】获得全长为2 098 bp的SeUAP cDNA,编码一个491个氨基酸残基的蛋白,与双翅目昆虫致倦库蚊、埃及伊蚊、黑腹果蝇和冈比亚按蚊的UAP亲缘关系较近。该基因在表皮和卵巢中大量表达,在气管和中肠中的表达次之,在马氏管中表达微弱,在脂肪体中则基本检测不到其转录本的存在。该基因在甜菜夜蛾生长发育的各个阶段均有表达,在卵的整个阶段、L22（幼虫2龄第2天）、L31、L42、L51、P0、P5、P7以及A3这些天中的表达量较高,其余天数表达量较低,其表达的高峰主要出现在几丁质需求量较高的时期。RNAi结果表明,通过向甜菜夜蛾5龄第1天的幼虫注射5 µg dsRNA,导致部分甜菜夜蛾出现蛹期畸形及死亡,并出现两种畸形现象：（1）虫体腹部蛹壳已基本形成并已硬化,但头部蛹壳形成有障碍,化蛹时无法突破旧表皮;（2）虫体头部蛹壳形成正常,也能正常突破旧表皮,但蜕皮过程仅到此为止,无法正常进行下去。定量PCR结果显示SeUAP的沉默对几丁质合成酶A基因（SeCHSA）下调不明显,而对几丁质合成酶B（SeCHSB）的表达有明显下调作用。【结论】UAP可以影响几丁质合成通路的下游基因并对甜菜夜蛾幼虫-蛹的生长发育起一定作用。     

Plant phenols utilized as nutrients by a phytophagous insect

Phenols are commonly regarded as feeding deterrents for phytophagous insects, but the tree locust Anacridium melanorhodon survives better and grows faster when certain phenols are added to a food plant that is relatively low in both protein and phenols. The phenols are at high concentration in the common host plants. Much of the phenol retained by the insect becomes bound in the cuticle where it probably stabilizes the protein.     

飞蝗几丁质酶5-1抗体制备及表达特性分析

【目的】通过制备飞蝗（Locusta migratoria）几丁质酶5-1（LmCht5-1）的多克隆抗体,建立飞蝗体内LmCht5-1蛋白水平检测方法,分析LmCht5-1在4龄飞蝗的表达特性及组织定位。【方法】采用MEGA 软件对LmCht5-1和LmCht5-2氨基酸序列进行比对,利用Expression网站对LmCht5-1氨基酸序列进行抗原表位预测分析,获得LmCht5-1抗原结构区域;以飞蝗cDNA为模板,通过PCR扩增LmCht5-1的抗原片段;同时通过酶切连接构建含有鸡血清白蛋白OVA的载体pET32a-OVA;然后通过酶切连接将LmCht5-1插入到pET32a-OVA载体构建pET32a-OVA-LmCht5-1;将pET32a-OVA-LmCht5-1转入表达菌株BL21（DE3）中,IPTG诱导表达重组蛋白OVA-LmCht5-1;利用Ni-NTA纯化后免疫新西兰白兔,制备多克隆抗体。通过ELISA方法检测抗体效价;利用Western blot检测抗体特异性。提取4龄飞蝗不同日龄表皮,采用Western blot分析LmCht5-1蛋白表达模式。对4龄飞蝗注射dsLmCht5-1,检测蛋白水平LmCht5-1表达量,并通过免疫组化方法对LmCht5-1进行定位及功能分析。【结果】通过LmCht5-1和LmCht5-2序列比对和抗原表位预测分析,获得LmCht5-1的471-533AA可作为抗原区域;通过酶切连接分别获得pET32a-OVA和pET32a-OVA-LmCht5-1。经诱导表达和纯化后获得重组蛋白OVA-LmCht5-1,分子量为71.34 kD;免疫后制备多克隆抗体OVA-LmCht5-1,ELISA检测效价为1﹕102 400。多克隆抗体OVA-LmCht5-1用于Western blot检测时可特异性识别LmCht5-1,与LmCht5-2蛋白无交叉反应。利用Western blot方法检测4龄若虫各日龄表皮中LmCht5-1蛋白的表达,发现LmCht5-1蛋白随发育日龄其表达量逐渐增加,在蜕皮当天达到峰值,蜕皮后快速降至最低点。对飞蝗若虫N4D2注射dsLmCht5-1,检测到在N4D5时,LmCht5-1的转录水平和蛋白水平均被显著抑制,抑制率分别为70.0%和73.6%。选取注射dsLmCht5-1和dsGFP的4龄飞蝗表皮,进行免疫组化实验显示LmCht5-1定位于表皮细胞和旧表皮中,其功能失活引起旧表皮中几丁质不降解。【结论】获得飞蝗LmCht5-1多克隆抗体可特异性识别LmCht5-1,可用于Western blot和免疫组化检测。明确LmCht5-1在飞蝗4龄若虫蜕皮当天表达最高,定位于表皮细胞和旧表皮中。dsLmCht5-1可减少表皮细胞和旧表皮中LmCht5-1的表达,阻碍旧表皮中几丁质的降解。     

褐飞虱海藻糖酶基因在表皮几丁质代谢中的调控作用

【目的】昆虫海藻糖酶能够调控几丁质代谢并控制蜕皮过程。本研究通过TRE表达被抑制后,检测褐飞虱(Nilaparvata lugens)蜕皮状况、几丁质含量及几丁质合成酶(chitin synthase,CHS)和几丁质酶(chitinase,Cht)基因表达情况,探究不同的海藻糖酶(trehalase,TRE)在褐飞虱表皮中对几丁质代谢的调控作用。【方法】采用RNAi技术,以实验室饲养种群褐飞虱为材料,通过向其体内注射双链RNA(dsRNA)分别抑制单个海藻糖酶基因或同时抑制多个海藻糖酶基因,注射48 h后通过Trizol法提取褐飞虱总RNA,反转录试剂盒合成第一链DNA后采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测该基因的表达情况,确定RNAi效果。氢氧化钾法测定48 h褐飞虱整体几丁质含量变化并对蜕皮困难虫体进行拍照;最后采用qRT-PCR检测褐飞虱CHS和Cht在mRNA水平上的相对表达量变化,分析TRE在调控几丁质代谢中的作用。【结果】与注射dsGFP相比较,其余各注射组褐飞虱整体几丁质含量显著下降,其中dsTRE1混合注射组与Validamycin注射组呈极显著下降,同时褐飞虱出现蜕皮困难等现象。qRT-PCR检测结果显示单个TRE的dsRNA注射后该基因的表达被抑制,但是部分TRE的表达有互补性上升。其中TRE1-2和TRE2在各注射组处理下表达均下降,dsTRE1s对TRE2的表达也有抑制效果,整体上dsTRE1混合注射组和海藻糖酶抑制剂Validamycin抑制效果明显;dsTRE注射组抑制CHS表达效果不明显,Validamycin能够显著降低CHS1和CHS1a在表皮中的表达,且2种dsTRE1注射后CHS1表达在上升,dsTRE1-2注射后表皮中的CHS1a的表达上升;Cht1和Cht8在dsTRE各注射组及Validamycin处理中表达下降或显著下降,dsTRE1-1注射后Cht2和Cht5表达显著上升;dsTRE1-2注射后Cht1、Cht6和Cht8表达下降,Cht2和Cht4表达显著上升;dsTRE2处理组中Cht1、Cht8和Cht10表达下降而Cht9表达显著上升;dsTRE1s注射后,Cht1和Cht5表达显著下降,而Cht9表达显著上升;Validamycin注射组中10个几丁质酶基因表达都显著或者极显著下降。【结论】TRE能够通过调控褐飞虱几丁质代谢途径来控制几丁质的合成,结果可为开展和筛选有效的海藻糖酶抑制剂控制褐飞虱等害虫提供理论依据。     

N-beta-Alanyldopamine: Major Role in Insect Cuticle Tanning

N-beta-Alanyldopamine is the major tyrosine metabolite in the hemolymph and cuticle during pupal tanning in the tobacco hornworm, Manduca sexta L. Its concentration in hemolymph increases over 800-fold above larval levels by the start of tanning and decreases as the pupal cuticle darkens and hardens. It is a major catechol in species representing several insect orders and is the preferred substrate for pupal cuticular o-diphenol oxidase. In insects, N-beta-alanyldopamine appears to be the main precursor for tanning chemicals at certain developmental stages.