橘小实蝇蜕皮激素合成通路基因鉴定分析及饥饿对幼虫发育的影响

摘要：

【目的】蜕皮激素（ecdysone）是昆虫体内一种重要的激素，参与调控昆虫的生长发育，并且能对环境胁迫进行响应。研究旨在明确橘小实蝇（Bactrocera dorsalisHendel）蜕皮激素合成通路基因（ecdysone synthesis pathway gene）的分布和特定条件下的表达特性，为进一步开展橘小实蝇变态发育与抗逆胁迫机制的研究提供理论支持。【方法】采用 RT-PCR 和 RACE 技术克隆蜕皮激素合成通路基因 BdCyp302a1、BdCyp315a1和BdCyp314a1，利用实时定量PCR（qPCR）技术检测该合成通路基因BdNvd、BdCyp306a1、BdCyp302a1、BdCyp315a1和BdCyp314a1在幼虫不同发育阶段（幼虫1—8日龄）、不同组织（前胸腺复合体、脂肪体、中肠、马氏管、表皮和气管）和饥饿条件下的表达模式，明确饥饿对幼虫发育的影响。【结果】克隆获得了3个蜕皮激素合成通路基因序列的开放阅读框，分别为BdCyp302a1（GenBank登录号：JQ027284）、BdCyp315a1（GenBank登录号：KC515377）和BdCyp314a1（GenBank登录号：JQ229645），且上述序列均具备P450典型结构域：Helix-C/I/K、PERF基序、血红蛋白结合位点以及脯氨酸/甘氨酸富集区，其氨基酸序列较为保守。qPCR 检测结果显示蜕皮激素合成通路基因BdNvd、BdCyp306a1和BdCyp314a1幼虫末龄阶段表达量显著升高，其最高表达量分别是最低点的7.33、10.89和7.82倍，但在幼虫前4 d表达量差异不显著。而BdCyp302a1和BdCyp315a1在整个幼虫阶段表达量保持相对稳定。对不同组织的研究发现，蜕皮激素合成通路基因在所选的6个组织中均有表达，其中BdNvd、BdCyp306a1和BdCyp315a1在幼虫前胸腺表达量最高，在其他组织中表达量差异不显著；BdCyp302a1在各组织中的表达量由高到低为脂肪体>前胸腺>表皮/马氏管>气管/中肠，该基因在脂肪体的表达量是中肠的30倍；BdCyp314a1在中肠、马氏管和脂肪体内的表达量依次降低，但均极显著高于其他3个组织。橘小实蝇幼虫在饥饿处理12 h后即出现化蛹现象，其化蛹比例随饥饿时间延长而上升。对蛹宽和蛹长的测量中发现，饥饿导致蛹个体显著缩小，但未影响其存活率。同时，饥饿导致蜕皮激素合成通路基因BdNvd、BdCyp302a1和BdCyp314a1表达量在饥饿处理6 h后出现显著上调，并在处理48 h后出现显著下调；但饥饿处理并未影响BdCyp315a1的表达水平。【结论】蜕皮激素合成通路基因在橘小实蝇幼虫组织的表达具有差异性，并参与介导幼虫-蛹的变态过程和对营养胁迫的响应。

关键词：橘小实蝇、蜕皮激素合成通路、饥饿胁迫、幼虫发育、基因表达

分类号：S852.65;Q943.2;S511

资助基金：公益性行业农业科研专项;重庆市自然科学基金;基本科研业务费项目

在线出版日期：2016-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：4469-4482