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V-ATPase水解ATP产生的能量将中肠腔内H+运输到细胞中,维持中肠腔内的碱性环境,对昆虫生长、发育和生殖发挥重要作用,例如:对玉米根虫(Diabrotica virgifera virgifera)饲喂V-ATPase A亚基dsRNA,害虫死亡率增加[40],东亚飞蝗V-ATPase H亚基基因的沉默会导致害虫个体出现死亡和显著的蜕皮缺陷表型[51],这些有实践意义的研究使我们高度关注V-ATPase各亚基的分子结构和功能。本实验选择重要害虫棉铃虫为研究对象,筛选并克隆该虫V-ATPase重要亚基A、B、C和H基因,并对棉铃虫不同虫态V-ATPase亚基A、B、C和H基因的表达量进行了初步比较,主要研究结果如下: (1)通过特异性引物PCR扩增,克隆出编码棉铃虫V-ATPase亚基A、B、C和H基因的cDNA序列,A亚基cDNA序列开放阅读框长度为1863bp,编码620个氨基酸,预测分子量和等电点分别为68kD和4.92,由系统发育树和序列一致性分析可知:棉铃虫V-ATPaseA亚基与家蚕的亲缘关系最近,其氨基酸序列的一致性也很高,达96%;B亚基cDNA序列开放阅读框长度为1485bp,编码494个氨基酸,预测分子量和等电点分别为55kD和4.98,B亚基与烟蚜夜蛾的亲缘关系最近,其氨基酸序列的一致性也很高,达99%;C亚基cDNA序列开放阅读框长度为1155bp,编码384个氨基酸,预测分子量和等电点分别为44kD和8.66,C亚基与烟草天蛾的亲缘关系最近,其氨基酸序列的一致性也很高,达87%;H亚基cDNA序列开放阅读框长度为1428bp,编码475个氨基酸,预测分子量和等电点分别为55kD和6.80,H亚基与烟草天蛾和家蚕的亲缘关系最近,其氨基酸序列的一致性也很高,达93%。 (2)荧光定量PCR结果表明:V-ATPase亚基A、B、C和H基因广泛存在于棉铃虫的各个虫态,表达量存在显著差异;A亚基在棉铃虫1龄的表达量最高,雄蛾和雌蛾次之,雌蛹和雄蛹的表达量最低;B亚基在棉铃虫雄蛾和雌蛾的表达量最高,1龄次之,雄蛹的表达量最低;V-ATPase亚基A、B基因在棉铃虫雌虫、雄虫各个虫态的相对表达量趋势大致相同,表明催化结构域A3B3的组成亚基A和B,其在结构和功能上是紧密联系的。C亚基表达量从高到低排序为6龄、雄蛾、5龄、雌蛾、1龄、4龄、卵、2龄、雌蛹、3龄、雄蛹,H亚基表达量从高到低排序为雄蛾、6龄、雌蛾、1龄、4龄、5龄、2龄、雌蛹、3龄、卵、雄蛹;V-ATPase亚基C、H基因在棉铃虫雌虫、雄虫各个虫态的相对表达量趋势大致相同,表明两亚基在功能上是相关联的。 以上研究结果将为后续进行干扰研究提供参考,如果能较好沉默V-ATPase靶基因且棉铃虫死亡率或畸形率上升,那么应用干扰技术防控棉铃虫将是一个非常好的措施,对延缓害虫抗药性是非常有益的。