飞蝗羧酸酯酶基因LmCesF1的时空表达及与杀虫剂耐受性的关系

摘要：

【目的】通过研究飞蝗（Locusta migratoria）羧酸酯酶基因 LmCesF1的杀虫剂解毒功能，为害虫防治提供新的候选基因。【方法】从飞蝗转录组数据库搜索获得羧酸酯酶基因LmCesF1的cDNA序列，采用ExPASy在线软件推测LmCesF1的氨基酸序列，并预测该酶的分子量（MM）和等电点（pI）；在 NCBI 保守域（CDD）数据库中预测该酶的催化三联体和底物结合位点；采用 SignalP4.0在线软件预测该酶的信号肽序列；NetNGlyc 在线软件预测该酶的N糖基化位点。将LmCesF1与其他昆虫物种羧酸酯酶进行NJ聚类分析；以飞蝗各龄期（卵期、5个若虫期和成虫期）整虫cDNA和5龄若虫不同组织部位cDNA为模板，运用reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR)研究LmCesF1的时空表达特性；采用RT-qPCR 方法检测RNA干扰效率；LmCesF1基因沉默后24 h分别进行4种农药的生物学测定试验，每头若虫点滴3μL的杀虫剂溶液（每个农药的剂量均为LD30，即240 ng马拉硫磷、15 ng毒死蜱、51 ng西维因和0.6 ng溴氰菊酯），点滴农药24 h后统计飞蝗的死亡率，进而分析该基因与农药解毒的关系。【结果】LmCesF1全长cDNA序列为3121 bp，该基因开放阅读框（ORF）为2490 bp，编码830个氨基酸，氨基酸序列N端存在信号肽序列，催化三联体为G-P-N，聚类分析表明该基因属于羧酸酯酶的F簇（属于非鳞翅目昆虫保幼激素酯酶）。LmCesF1在飞蝗卵期及若虫低龄期表达较低，在4龄若虫表达上调达到峰值，且一直持续到成虫第5天。5龄若虫不同组织部位表达结果显示，LmCesF1在前肠、后肠和脂肪体表达量最高，在胃盲囊和中肠的表达量最低。RNA干扰沉默效率检测结果显示，与对照组相比（注射等量的dsGFP），LmCesF1在12 h和24 h的沉默效率显著，mRNA表达量分别下降为22.6%和30%。RNA干扰结合农药生物学测定结果表明，在沉默LmCesF1后，与对照组比较（注射等量的 dsGFP），西维因处理组飞蝗死亡率提高了32.9%，马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯处理组飞蝗的死亡率均没有显著性差异，推测LmCesF1可能参与西维因的解毒，而与其他3种农药的解毒没有相关性。【结论】从飞蝗中获得1条保幼激素酯酶（JHE）相似基因LmCesF1，该基因属于羧酸酯酶的F簇，推测的氨基酸序列催化三联体发生了改变；该基因在不同组织部位中均有表达，并可能参与西维因在飞蝗体内的解毒。

关键词：飞蝗、羧酸酯酶、reverse transcription quantitative PCR、RNA干扰

分类号：S823.2;R969.4;R714.5

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2014-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1522-1530