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TRP通道家族基因广泛分布于脊椎和无脊椎动物体内,几乎参与了所有感觉的形成,例如触觉、嗅觉、听觉、本体感觉等。最新研究表明,昆虫TRP通道家族的TRPV亚家族中,Nanchung和Inactive蛋白所形成的复合物是杀虫剂p吡虫蚜酮的分子靶标(Nesterov et al.,2015),这是首次报道TRP通道家族基因可作为杀虫剂分子靶标。但是目前对于昆虫该家族基因的研究仅局限于果蝇等模式生物中,在农业害虫中的研究较少。本文以农业害虫褐飞虱为研究对象,克隆得到了褐飞虱全部共13个TRP通道家族基因,利用定量PCR技术探明了各基因在褐飞虱不同龄期和成虫各组织中的表达分布,并利用RNAi技术研究了各基因沉默后对褐飞虱生存率、运动协调及对触觉响应等的影响。一、褐飞虱TRP通道家族基因克隆及序列分析通过将果蝇TRP通道家族的蛋白序列与褐飞虱基因组以及转录组数据进行TBLASTN比对后,我们鉴定得到了编码褐飞虱TRP通道的基因片段,通过进一步的PCR和RACE实验,我们克隆得到了 13个褐飞虱TRP通道家族基因。根据果蝇中TRP通道的分类方法,将鉴定克隆得到的13个褐飞虱TRP通道基因划分为TRPC、TRPA.TRPV、TRPN、TRPM、TRPML6个亚家族。褐飞虱TRPA亚家族的进化过程与果蝇等有差异,并不存在果蝇DimPyx基因的同源基因,反而具有两个TRPA5基因,NlTRPA5-1和NlTRPA5-2,其它亚家族的基因在进化过程中相对保守。同时,我们发现TRPC、TRPV、TRPN、TRPM、TRPML这五个亚家族的基因在不同物种的进化过程中较为保守,其中褐飞虱TRPC亚家族的三个基因之间也具有较高的同源性,而TRPA亚家族除NlTRPA1和NlWtrw外,其他基因则在进化过程中并不保守。褐飞虱TRP通道家族的基因除NlPain和NlWtrw外,其它的11个基因均具有较多的内含子/外显子结构,其中NlTRPM的CDS区具有数目最多的外显子。褐飞虱TRP通道家族均具有六个跨膜结构域和位于第五和第六跨膜结构域间的孔道结构,并且在TRPC、TRPN、TRPM亚家族的所有基因中的C末端均具有TRP结构域(EWKFAR和LPPPFN)。不同基因间在N端的锚蛋白重复序列数目不同,NlTRPL、NlWtrw、NlTRPA5-1、NlIav、NlTRPM 的 C 末端还存在卷曲螺旋区域(coiled coil region)。二、褐飞虱TRP通道家族基因的表达模式通过荧光定量PCR的方法,对在褐飞虱体内克隆得到的13个TRP通道家族的基因进行了表达模式的研究。从实验结果来看,褐飞虱NlTRP与NTRPL高表达于褐飞虱的头部,这与这两个基因的视觉传导功能相吻合。NlTRPγ在触角和头部的表达水平最高,而且雄性高于雌性。TRPA亚家族中各成员在成虫期的表达水平均最高,而卵期则相对表达较低;NlTRPA1高表达于触角,其他基因在所有组织中均能检测到,但是具体的表达模式则各不相同。TRPV亚家族的NlNan与NlIav在成虫期雄虫表达量高于雌虫并且主要表达于触角,NlNan在成虫中表达量最高,NlIav则主要表达于1龄若虫时期。TRPN亚家族的NlNompC主要表达于腹部,成虫期表达量高于其它龄期。NlTRPM在腹部及胸部具有较高的表达,在各个龄期均可检测到。NlTRPML在短翅型褐飞虱中的表达水平最高,主要表达于褐飞虱的腹部。三、褐飞虱TRP通道基因沉默对其存活率的影响我们分别合成了褐飞虱TRP通道家族13个基因的dsRNA,分别对褐飞虱3龄若虫进行注射,经过荧光定量PCR对沉默效果进行检测,发现NlNan、NlTRPA1、NlWtrw、NlTRPA5-2这四个基因没有被有效沉默,其它9个基因都显著的被沉默。NlNompC沉默后的褐飞虱存活率下降,表现出明显的运动失调,足无法正常的伸展或弯曲,并且后足腿节与胫节之间的角度明显大于对照组。同时NlNompC沉默会导致褐飞虱轻触反应的下降,而ds-GFP对照组褐飞虱在受到轻触后通常会产生逃避反应。其它8个基因沉默以后的褐飞虱仍能够正常存活。