《应用昆虫学报》

文章标题:褐飞虱锚定蛋白基因NlGPI的克隆及功能分析

文章作者:熊振泽;张 诺;宋 阳;申屠旭萍;俞晓平
关 键 词:褐飞虱;NlGPI;类酵母共生菌;基因功能
文章摘要:
【目的】 为探明褐飞虱Nilaparvata lugens锚定蛋白基因NlGPI的表达模式和生物学功能。【方法】 基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆NlGPI全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其核酸和蛋白质序列特征;通过qRT-PCR技术检测其时空表达规律;利用RNAi技术探明NlGPI的生物学功能。【结果】 克隆获得了褐飞虱NlGPI cDNA序列全长(GenBank登录号: XM_022342741.2),NlGPI的ORF共有813个核苷酸,编码 270个氨基酸,预测的分子量约为27 kD,预测的等电点为 4.84。该基因具有信号肽(Sec/SPI),且信号肽的剪切位点位于第19号和第20号氨基酸之间。该基因包含 1个具有GltG蛋白的结构域,共有 44 个磷酸化修饰位点。系统进化树分析表明,NlGPI与灰飞虱Laodelphax striatellus的亲缘关系最为接近,且在昆虫中的表达高度保守。qRT-PCR分析表明,NlGPI基因具有明显的时空特异性,NlGPI在卵期至初羽化基本不表达,羽化24 h后表达水平开始显著增加,羽化后72 h基因表达水平显著高于其它龄期。NlGPI在胸部、腹部、卵巢和肠道内的表达水平无显著差异(P>0.05),但均显著高于头部(P<0.05)。RNAi分析结果显示:NlGPI干扰后褐飞虱血淋巴中的类酵母共生菌(Yeast-like symbiont, YLS)数量显著下降,在注射24、48和72 h后,干扰组YLS数量比对照组分别减少了72.4%、68.2%和72.3%。NlGPI干扰后褐飞虱死亡率显著上升,干扰组到第10天褐飞虱全部死亡,而对照组则在第16天全部死亡。NlGPI干扰后的产卵量及孵化率均显著下降,对照组的褐飞虱产卵量最高为300 颗,最低为80 颗,未孵化的卵数量小于18 颗,平均孵化率大于90%;而处理组褐飞虱的产卵量最高为56 颗,未孵化的卵数量大于15 颗,平均孵化率小于20%。【结论】 NlGPI对褐飞虱体内YLS释放至血淋巴这一过程紧密相关,并在褐飞虱的生长发育及繁殖过程中发挥重要作用,可作为褐飞虱防控的潜在靶标。