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褐飞虱化学感受蛋白NlugCSP6在发育繁殖和翅形成中的作用
Roles of the chemosensory protein NlugCSP6 gene in the development, reproduction and wing formation of Nilaparvata lugens
高浩力;邹建政;林栩敏;张慧慧;刘泽文
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DOI:10.7679/j.issn.2095-1353.2022.105
作者单位:南京农业大学植物保护学院,南京 210095;南京农业大学植物保护学院,南京 210095
中文关键词:褐飞虱;化学感受蛋白;NlugCSP6;发育;产卵;翅发育
英文关键词:Nilaparvata lugens; chemonsensory proteins; NlugCSP6; development; reproduction; wing development
中文摘要:
目的】 化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)的非化学感受功能在昆虫生长发育与繁殖中发挥重要作用,但褐飞虱Nilaparvata lugens (Stål) CSP的非化学感受功能的研究较少。本文旨在探究在褐飞虱表皮和卵巢中高表达的NlugCSP6基因潜在的非化学感受功能。【方法】 利用RT-qPCR技术检测NlugCSP6基因在褐飞虱不同发育阶段和不同组织中的表达量。利用RNAi技术,结合表型观察以及交配产卵的行为学实验,探究NlugCSP6蛋白在褐飞虱生存、翅发育和交配繁殖中的作用。【结果】 NlugCSP6基因在褐飞虱各个发育阶段均有表达,在成虫表皮表达量最高,其次是卵巢。利用RNAi降低NlugCSP6的表达后,褐飞虱若虫的生存率下降,且从第6天开始与对照(dseGFP处理)的生存率存在显著差异;此外,成虫产卵量减少,单雌产卵量下降22%;成虫翅发育不正常,包括畸形和不能有效闭合两种类型,其中雌成虫主要表现为畸形翅,雄成虫表现为翅不能有效闭合。【结论】 褐飞虱NlugCSP6在表皮中的高表达,参与若虫发育、成虫翅发育过程,干扰该基因导致若虫死亡、翅发育不正常;在卵巢中高表达与成虫产卵密切相关,干扰该基因导致产卵量显著下降。以上结果表明,NlugCSP6蛋白的生理功能与其编码基因特异的组织表达谱相一致,在褐飞虱发育与生殖中起到重要作用。
英文摘要:
[Objectives]  To investigate the potential non-chemosensory functions of NlugCSP6, a chemosensory protein (CSP) gene with high expression levels in the epidermis and ovary of Nilaparvata lugens (Stål). [Methods]  The development and tissue expression profile of NlugCSP6 were determined using RT-qPCR, and the role of NlugCSP6 in nymph development, reproduction and wing formation investigated using RNAi. [Results]  NlugCSP6 was expressed in all developmental stages with the highest expression in the epidermis, followed by the ovary. Knockdown of NlugCSP6 significantly decreased nymph survival and reduced egg production aid by 22%. Knockdown also caused abnormal wing development; deformed female wings and ineffective wing closure in males. [Conclusion] The NlugCSP6 gene is highly expressed in the epidermis, and is essential for normal nymph development and wing formation in N. lugens. Its relatively high expression in the ovary suggests that the NlugCSP6 gene is also important for female reproduction. These results indicate that the role of the NlugCSP6 gene in the development and reproduction of N. lugens is consistent with its degree of expression in different tissues.
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