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斑蝥素（cantharidin）是一种由芫菁科等昆虫体内合成的倍半萜类化合物,长期以来,被广泛应用于皮肤病、水肿病、狂犬病及肿瘤等多种疾病的临床治疗,具有重要的药用价值;此外,斑蝥素因具有较强的杀虫、杀菌活性,可作为一类潜在的新型生物源农药。目前,斑蝥素在虫体内的生物合成途径及其生物学意义仍不清楚,相关研究成为当前研究的热点。扁角豆芫菁Epicauta impressicornis是我国西南地区的优势种类,斑蝥素含量高,且已实现实验室条件下的继代饲养,是一种较理想的天然斑蝥素来源昆虫。本文以扁角豆芫菁为研究对象,开展斑蝥素及其可能的合成相关基因——法尼基焦磷酸合酶基因（FPPS）在芫菁的不同发育阶段、雌雄虫交配前后、不同部位（组织）中的表达研究,研究结果对进一步了解斑蝥素在芫菁体内的生物合成途径、合成场所,虫体内外的转移以及斑蝥素的生物学意义等具有重要意义。主要研究结果如下:1.斑蝥素在扁角豆芫菁中的时空表达分别测定了扁角豆芫菁不同发育阶段（卵、幼虫期、蛹期、成虫期）、交配前后雌雄虫不同部位（组织）的斑蝥素含量。结果表明,扁角豆芫菁除1至3龄幼虫外,其余发育阶段均含有一定量的斑蝥素,其中,以卵和4龄幼虫的斑蝥素含量相对较高。由此推测,卵的斑蝥素主要来自于雌成虫,1至3龄幼虫不合成斑蝥素,从4龄幼虫开始,可合成新的斑蝥素。初羽化雌、雄虫的斑蝥素含量差异不显著,雌、雄虫在羽化后0-5 d均能少量合成斑蝥素,雄虫在羽化后5–10 d可合成大量斑蝥素,而雌虫则不合成斑蝥素。雌虫与雄虫交配后,其斑蝥素含量较交配前显著增加,表明雌虫通过交配从雄虫获得大量的斑蝥素,此后,随着时间的增加,其斑蝥素的含量再无显著变化。雄虫在隔离饲养情况下,羽化后0–10 d斑蝥素含量一直在明显增加,表明雄虫在发育过程中可不断合成斑蝥素。雄虫交配处理的斑蝥素合成量显著高于未交配处理的,表明交配能够促进雄虫大量合成斑蝥素。雄虫生殖系统斑蝥素含量在交配后显著减少,而雌虫生殖系统在交配后其斑蝥素含量显著增加,但增加量远高于雄虫生殖系统斑蝥素减少量,推测在交配过程中,雄虫仍继续大量合成斑蝥素并将其转移给雌虫。斑蝥素的合成最有可能发生在血淋巴中,最终富集到生殖系统。2.扁角豆芫菁FPPS基因的克隆及分析为了进一步明确斑蝥素的合成途径,对扁角豆芫菁斑蝥素合成通路上的可能功能基因——法尼基焦磷酸合酶基因（FPPS）进行了克隆及分析。通过PCR克隆获得扁角豆芫菁FPPS基因序列,Gen Bank登录号为MZ502667,命名为EIFPPS。EIFPPS的c DNA序列全长1,905 bp,开放阅读框（ORF）为1275 bp,非编码区共630 bp,其中5’端为247 bp,3’端为383 bp,编码区共编码424个氨基酸。氨基酸序列同源性分析显示,EIFPPS与豆芫菁E.gorhami、中华豆芫菁E.chinensis、眼斑芫菁Mylabris cichorii的FPPS相似度高,分别为99.06%、98.11%和80.42%,且进化树分析结果也显示EIFPPS与豆芫菁、中华豆芫菁、眼斑芫菁的FPPS聚为一枝,支持率为100%,证实克隆所得的基因序列为扁角豆芫菁的FPPS基因序列。3.扁角豆芫菁FPPS基因的时空表达对扁角豆芫菁斑蝥素合成通路上的可能功能基因法尼基焦磷酸合酶基因（FPPS）开展研究,获得了该基因在扁角豆芫菁不同发育阶段、交配前后雌雄虫不同组织中的表达谱。结果显示,EIFPPS m RNA在扁角豆芫菁不同发育阶段、不同部位（组织）中的表达有明显差异。在卵中显著高表达,从卵到2龄幼虫,表达量逐渐降低,当发育到3龄幼虫后,表达量则显著增高,随着化蛹、羽化的发生,表达量逐渐降低。在交配前雌、雄虫中,随着发育时间的推移,EIFPPS m RNA的表达量较刚羽化时均极显著降低。雄成虫在交配后EIFPPS m RNA表达量极显著增高,而雌成虫交配前后的表达量无显著变化。雄虫交配前其脂肪体中的EIFPPS m RNA表达量最高,其次为腹部和血淋巴,而头部、胸部、足、翅、肠道、生殖系统中的表达量均较低。雄成虫交配后其脂肪体中的EIFPPS m RNA表达量最高。雌成虫交配前、后不同部位（组织）的EIFPPS m RNA基因的表达差异不显著。雄虫交配后EIFPPS m RNA高表达,且此阶段大量合成斑蝥素,因此交配后的雄虫可作为EIFPPS的功能验证实验材料。4.扁角豆芫菁FPPS基因功能的鉴定将合成的外源ds RNA注射到交配后的雄虫体内,以注射ds GFP组和不做注射处理组（WT）作为对照,采用实时荧光定量PCR技术检测不同处理组FPPS m RNA的表达,使用高效液相色谱仪检测不同试虫斑蝥素含量。结果表明,注射ds FPPS组相对于ds GFP、WT组FPPS m RNA相对表达量极显著下降,表明RNAi干扰效果显著。注射ds FPPS的试虫斑蝥素含量较于ds GFP、WT组极显著降低,表明对扁角豆芫菁FPPS基因进行干扰能够明显抑制其合成斑蝥素。结合扁角豆芫菁不同发育阶段的斑蝥素含量变化与EIFPPS m RNA的表达情况,从宏观和分子水平推断FPPS在扁角豆芫菁斑蝥素生物合成途径中起到重要作用。此外,EIFPPS基因在雄虫交配前、后的脂肪体中均显著高表达,推测脂肪体可能是斑蝥素合成催化酶的合成场所。