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根结线虫(Meloidogyne spp.)感染植物种类超过3 000多种,是最具破坏性植物病原之一.其中,分布最广泛的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)为害尤为严重.根结线虫的神经系统在侵染过程中起着非常重要的作用,既可以帮助线虫寻找寄主,又可协调线虫穿梭于根的内部和外部.神经系统中的乙酰胆碱酯酶(AChE,EC3.1.1.7)负责终止胆碱能神经传输,是农业上化学杀虫剂防治植物线虫的重要靶标.本研究克隆了南方根结线虫(M.incognita)编码乙酰胆碱酯酶(AChE)的i-ace-3基因的全长cDNA 1 875 bp,编码624个氨基酸.其与甘薯茎线虫(Ditylenchus destructor)的AChE具有72％的氨基酸同源性.对24个物种的41个AChEs系统发育进行分析表明,Mi-ace-3和其他4种线虫的AChE3在同一个进化分支.另外,线虫ACE-3,4的高变区和特定氨基酸也存在于南方根结线虫(M.incognita)的AChE中.结果表明,在本研究中获得的Mi-ace-3属于线虫AChE家族的ACE-3,4族群,与秀丽小杆线虫(Caenorhabditis elegans)AChE的直系同源.通过分析南方根结线虫(M.incognita)6个生长阶段[pre-J2、par-J2(接种后2d和接种后5d)、J3、J4、成熟雌虫]的表达模式来估计Mi-ace-1、Mi-ace-2和Mi-ace-3发挥作用的时间段.在这6个生长阶段里,Mi-ace-1的转录水平均高于Mi-ace-2和i-ace-3.同时,检测到Mi-ace-1在pre-J2阶段转录水平最低,而在par-J4阶段转录水平最高,表明在南方根结线虫(M.incognita)生长中Mi-ace-1可能具有重要作用.与Mi-ace-1相比较,i-ace-2和i-ace-3的转录水平很低.识别到i-ace-2和Mi-ace-3的表达高峰是在par-J4s阶段.这些结果表明,Mi-ace-2和i-ace-3在par-J4和成熟雌虫生长中可能发挥重要作用.植物介导的RNAi分析3个Mi-aces基因功能.植物介导RNA干扰结果表明单独敲除1个或2个Mi-ace-1、i-ace-2和Mi-ace-3后,转基因烟草根结数量变化不显著,且同时敲掉3个基因的烟草根结数量明显减少,表明该家族基因的功能是可以互补的.尽管i-ace-3不能有效地补偿Mi-ace-1和i-ace-2,但Mi-ace-1和i-ace-2可以相互补偿.该结果的取得为根结线虫的化学防治提供了参考价值.