不同辣椒品种果实成分对棉铃虫和烟夜蛾下唇腺特异基因表达的影响

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棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)和烟夜蛾Helicoverpa assulta (Guenée)同属于鳞翅目夜蛾科铃夜蛾属,二者均为辣椒上的重要害虫,但烟夜蛾的寄主范围比棉铃虫窄的多,仅取食烟草、辣椒等茄科的少数几种植物,且烟夜蛾比棉铃虫更喜好取食辣椒。贾月丽研究表明,棉铃虫取食添加不同辣椒品种果实成分的人工饲料后其下唇腺β-呋喃果糖苷酶、热休克蛋白Hsp70和翻译起始因子5A这3种蛋白的表达差异较大。为了探明取食添加不同辣椒品种果实成分的人工饲料后两种夜蛾3种蛋白在基因转录水平上的差异,揭示两种夜蛾在不同辣椒品种上寄主适合度差异的分子机制,为辣椒上两种夜蛾的生物防治开辟新的途径,本试验以普通人工饲料为对照,研究添加辣椒碱含量依次降低的豫优鲜辣2号、豫艺绿冠、豫艺墨秀大椒和豫甜椒12号4个辣椒品种果实干粉的人工饲料饲喂棉铃虫和烟夜蛾4龄末幼虫,提取4个处理0h、24h、48h、72h和96h两种夜蛾的下唇腺RNA,反转录为cDNA,利用实时荧光定量PCR技术,分析其下唇腺β-呋喃果糖苷酶、热休克蛋白Hsp70和翻译起始因子5A这3种蛋白对应基因β-fructofuranosidase、hsp70和eIF5A表达的差异。主要结果如下:1.辣椒碱含量较高的处理能够促进棉铃虫β-fructofuranosidase基因的表达,抑制烟夜蛾该基因的表达;辣椒碱含量较低的处理能够抑制棉铃虫β-fructofuranosidase基因的表达,促进烟夜蛾该基因的表达。处理较短时间内,添加辣椒碱含量最高的豫优鲜辣2号处理上棉铃虫β-fructofuranosidase基因能够高水平表达,而烟夜蛾该基因却在添加辣椒碱含量较低的豫艺墨秀大椒和豫甜椒12号处理上高水平表达。β-fructofuranosidase基因的表达规律与两种夜蛾在不同辣椒品种上的寄主适合度较为一致,推测该基因的表达可能与二者在不同辣椒碱含量辣椒品种上的取食适应机制有关。2.棉铃虫hsp70基因在添加4个辣椒品种果实干粉的人工饲料上的表达均受到持续抑制,而烟夜蛾hsp70基因的表达均出现不同程度的促进作用。无论是同一时间不同处理还是同一处理不同时间,均表现为棉铃虫hsp70基因在4个处理之间表达情况变化比较复杂,跳跃性比较大;烟夜蛾该基因表达在4个处理之间变化趋势较为一致,均表现为24h表达水平较低,随着处理时间的延长,相对表达水平逐渐升高,96h达到最高。Hsp70蛋白与生物耐受环境胁迫能力密切相关,对两种夜蛾hsp70基因在辣椒碱含量不同处理上差异表达的分析,可为该基因在两种夜蛾抗辣椒碱胁迫方面的功能研究奠定基础。3.4个处理对棉铃虫eIF5A基因的表达均表现出一定程度的抑制作用,而对烟夜蛾eIF5A基因的表达却表现出促进作用,且随着辣椒碱含量的依次降低对烟夜蛾该基因的促进时间逐渐推迟。无论是同一时间不同处理还是同一处理不同时间,两种夜蛾eIF5A基因的表达趋势与hsp70基因一致,仍均表现为棉铃虫eIF5A基因在4个处理上表达趋势变化比较复杂,跳跃性比较大;烟夜蛾eIF5A基因表达在4个处理之间变化幅度不大,趋势较为稳定,均随着处理时间的延长,表达量有逐渐上升的趋势,且在添加豫艺绿冠和豫甜椒12号果实干粉的处理上96h高水平表达。eIF5A基因在烟夜蛾下唇腺内表达趋势稳定的现象暗示了其较棉铃虫更耐受辣椒碱的刺激,说明该基因的转录表达或许为某些特殊mRNA翻译所需,在抗辣椒碱胁迫的环境下发挥着重要的作用。
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