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水稻是我国最为重要的粮食作物,水稻产量的稳定对我国农业有着重大意义。稻纵卷叶螟是我国危害最为严重的水稻害虫之一,一直是我国水稻害虫防治的重要对象,然而大量施用化学农药除了对环境造成污染外,对食用者健康也存在着潜在的危害。由于几丁质是昆虫体内重要的组成部分,它是构成昆虫头壳,外骨骼,气管,围食膜等器官的重要结构组分,并且它并不存在于高级动植物体内,所以近年来,对昆虫的几丁质合成和代谢过程的研究逐渐成为害虫防治的热点,具有重大的研究价值。几丁质在生物体内的合成是一个复杂的过程,涉及到多种酶的互相作用。几丁质的合成从N-acetyl-glucosamine-6-phosphate开始,相继经N-乙酰葡糖胺磷酸变位酶Phosphoacetylglucosamine Mutase(PGM)和UDP-N-乙酰葡萄糖焦磷酸化酶UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase(UAP)的催化,得到UDP-N-acetylglucosamine,而几丁质合成酶Chitin Synthase(CHS)将UDP-N--acetylglucosamine催化得到几丁质,昆虫中的几丁质合成酶又可分为两类,几丁质合成酶A(CHSA)和几丁质合成酶B(CHSB)。为阐明几丁质合成酶(CHS)及另外两个合成通路上关键酶(PGM,UAP)的作用,本研究开展了对稻纵卷叶螟几丁质合成酶及合成相关通路上关键酶的克隆及时空表达分析。本研究以水稻害虫稻纵卷叶螟为研究对象,基于转录组数据,结合PCR及RACE技术获得了几丁质合成酶代谢通路上的4条基因的c DNA全长;对这4种酶的氨基酸序列进行结构预测、序列比对和进化分析;采用荧光定量PCR技术研究了这4个基因在不同虫态和幼虫的不同组织中的表达情况。获得结果如下:首次获得稻纵卷叶螟2条几丁质合成酶序列及2条合成通路上的基因的含有完整编码框的c DNA序列,包括几丁质合成酶A(Chitin Synthase A,CHSA),几丁质合成酶B(Chitin Synthase B,CHSB),N-乙酰葡糖胺磷酸变位酶(Phosphoacetyl-glucosamine Mutase,PGM)和UDP-N-乙酰葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-N-acetyl-glucosamine pyrophosphorylase,UAP),并分别命名为Cm CHSA,Cm CHSB,Cm PGM和Cm UAP;序列分析显示Cm CHSA序列为4868bp,含完整编码框,编码1564个氨基酸。Cm CHSB序列为4651bp,含完整编码框,编码1525个氨基酸。Cm PGM序列为1934bp,含完整编码框,编码548个氨基酸。Cm UAP序列为1837bp,含完整编码框,编码487个氨基酸。对这些基因序列所推导出的蛋白质序列结构特征进行分析,表明这些蛋白序列分别具有昆虫CHSA,CHSB,PGM和UAP的特征。其中Cm CHSA与Cm CHSB氨基酸相似性较高,并且都含有几丁质合成酶共有的保守基序,这些基序在催化过程中发挥着重要作用。不同物种CHSA之间的氨基酸序列相似度高于CHSB之间的氨基酸相似度,产生这种现象的原因可能与它们的功能有关。通过4个基因的时空表达分析明确了这4个基因的组织表达特性,同时也了解了这4个基因在不同虫态中的表达情况。Cm CHSA主要在头部和表皮中表达,在其它组织中表达量较少,成虫的表达量比幼虫稍高。Cm CHSB主要在中肠中表达,在脂肪体中也有表达,成虫的表达量比幼虫稍高。Cm PGM和Cm UAP主要在血淋巴中表达,且成虫的表达量远高于幼虫。值得注意的是,几丁质合成酶A和几丁质合成酶B的组织特异的表达明显和他们的功能相关。综上所述,本研究首次得到了稻纵卷叶螟几丁质合成路径的4个关键酶基因完整ORF的c DNA序列,它们在稻纵卷叶螟的不同组织和虫态中呈现了差异显著的时空表达,本文为进一步探究稻纵卷叶螟的几丁质合成酶的生理功能和几丁质的合成代谢途径奠定了基础。