保幼激素和蜕皮激素受体对中黑盲蝽生殖力的调控作用研究

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中黑盲蝽Adelphocoris suturalis是一种重要的农业害虫,主要危害棉花、果树和牧草等作物。实验室前期研究发现脂肪酰辅酶A还原酶(FAR)在中黑盲蝽的生殖发育过程中发挥作用。昆虫激素是调控昆虫生殖的主要因素之一,然而中黑盲蝽激素通路与生殖调控的关系尚不清楚。因此本研究运用基因克隆、基因沉默(RNAi)、实时荧光定量PCR(q PCR)等技术,明确保幼激素(JH)受体Met、Tai和及蜕皮激素(20E)受体Ec R、USP在中黑盲蝽生殖调控中的作用。并通过q PCR确定上述受体基因和FAR基因之间的上下游关系,探讨激素通路调控FAR的可能性,分析中黑盲蝽的生殖调控机制。主要结果如下:1.JH受体Met、Tai基因开放阅读框(ORF)克隆及序列分析中黑盲蝽Met基因ORF区域长度为2247 bp,编码748个氨基酸残基(AAR)。通过预测得到的蛋白质分子量为83.37 k Da,等电点p I值为5.61。中黑盲蝽Met蛋白与长红猎蝽Rhodnius prolixus亲缘关系最近。中黑盲蝽Tai基因ORF区域长度为4068 bp,编码1355个AAR。通过预测得到对应的蛋白质分子量是144.88 k Da,p I值为6.61。中黑盲蝽Tai蛋白与温带臭虫Cimex lectularius、茶翅蝽Halyomorpha halys亲缘关系最近。2.干扰JH受体Met、Tai基因影响中黑盲蝽的生殖力中黑盲蝽注射ds Met后的6-18 d体内Met基因的表达量显著下降;卵巢的挂卵量与对照相比减少了40%;单雌产卵量减少41%;产卵前期与雌成虫寿命没有显著差异。中黑盲蝽注射ds Tai后的3-18 d体内Tai基因的表达量显著下降;卵巢的挂卵量与对照相比减少了73.8%,卵巢发育推迟;单雌产卵量减少67.6%,达显著性水平;产卵前期与雌成虫寿命没有显著差异。3.20E受体Ec R、USP基因ORF克隆及序列分析中黑盲蝽Ec R基因的ORF区域全长为1413 bp,编码470个AAR。通过预测得到对应的蛋白质分子量是53.65 k Da,p I值为7.79。中黑盲蝽Ec R蛋白与绿盲蝽Apolygus lucorum亲缘关系最近。中黑盲蝽USP基因ORF区域全长为1209 bp,编码402个AAR。通过预测得到对应的蛋白质分子量是44.99 k Da,p I值为7.94。中黑盲蝽USP蛋白与温带臭虫亲缘关系最近。4.干扰20E受体Ec R、USP基因对中黑盲蝽生殖的影响中黑盲蝽注射ds Ec R后的3-18 d体内Ec R基因的表达量显著下降;卵巢的挂卵量仅有对照组的31.5%;单雌产卵量减少80.4%,有显著性差异;产卵前期无显著差异;雌成虫寿命比对照组减少5 d。中黑盲蝽注射ds USP后的3-18 d体内USP基因的表达量显著下降;卵巢的挂卵量与对照相比减少13%;单雌产卵量减少36%;产卵前期无显著差异;雌成虫寿命比对照组减少2.4 d。5.JH受体和20E受体与FAR的关系干扰Met后的第6 d FAR的转录水平显著降低40%。干扰Tai后的第6 d和第18 d FAR的转录水平显著降低;但在第3 d和第12 d,FAR的转录水平显著上升;第9 d和第15 d FAR的转录水平无显著变化。干扰USP、Ec R对FAR的表达量无显著影响。干扰FAR对Met、Tai、USP、Ec R的表达量无显著影响,且干扰FAR后回补JHA和20E不能恢复中黑盲蝽的生殖力。以上结果表明中黑盲蝽JH受体Met、Tai和20E受体Ec R、USP参与了雌虫的生殖调控过程。干扰JH受体Met、Tai导致FAR的表达量下降,而干扰FAR对中黑盲蝽JH、20E的滴度和受体的表达量无显著影响。因此推测FAR在激素通路的下游起作用,从而影响中黑盲蝽的生殖。
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