白背飛虱海藻糖合成酶基因的表達(dá)特性及其在糖代謝調(diào)控中的作用

摘要：【目的】昆蟲(chóng)中海藻糖主要通過(guò)海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase, TPS)在脂肪體中合成,當(dāng)昆蟲(chóng)受極端環(huán)境脅迫時(shí)TPS能夠誘導(dǎo)海藻糖累積從而起到保護(hù)作用。本研究旨在分析白背飛虱Sogatella furcifera 兩個(gè)TPS基因的發(fā)育和組織表達(dá)模式及其對(duì)糖類物質(zhì)代謝調(diào)控功能,探究TPS基因在白背飛虱生長(zhǎng)發(fā)育中的具體作用。【方法】基于實(shí)驗(yàn)室前期獲得的兩個(gè)海藻糖合成酶基因SfTPS1和SfTPS2片段序列,在本實(shí)驗(yàn)中也進(jìn)行了基因克隆和測(cè)序篩選,比對(duì)兩者確定了白背飛虱兩個(gè)TPS基因序列。并通過(guò)MEGA 7.0軟件構(gòu)建基于氨基酸序列的白背飛虱與其他昆蟲(chóng)TPS的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。利用qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)這兩個(gè)基因在白背飛虱不同發(fā)育階段(4齡第1天若蟲(chóng)至3日齡成蟲(chóng))和成蟲(chóng)不同組織(頭、足、翅、中腸、脂肪體、表皮和馬氏管)中的表達(dá)情況。合成這兩個(gè)基因的dsRNA,并注射到白背飛虱5齡第1天若蟲(chóng)中進(jìn)行RNAi。在RNAi 48 和72 h后檢測(cè)白背飛虱海藻糖酶基因TRE1-1, TRE1-2和TRE2的表達(dá)變化,海藻糖、葡萄糖和總糖原含量以及海藻糖酶活性。【結(jié)果】克隆獲得白背飛虱SfTPS1和SfTPS2,ORF分別為2 424和2 115 bp,編碼氨基酸數(shù)目分別為807個(gè)和704個(gè),預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)分子量分別為90.37和80.56 kD,等電點(diǎn)分別為6.08 和6.10。而且白背飛虱2個(gè)TPS氨基酸序列與褐飛虱Nilaparvata lugens TPS1和TPS2的一致性最高。發(fā)育階段表達(dá)模式表明,白背飛虱TPS基因SfTPS1和SfTPS2在4齡若蟲(chóng)到成蟲(chóng)階段都有表達(dá);組織表達(dá)模式表明,SfTPS1和SfTPS2在成蟲(chóng)馬氏管、中腸和表皮中的表達(dá)較為顯著。當(dāng)SfTPS1被RNAi后,TRE1-1和TRE2的表達(dá)水平與對(duì)照組(dsGFP注射組)相比分別為略有上升和顯著升高,TRE1-2的相對(duì)表達(dá)水平在SfTPS1被RNAi 48 h后顯著上升而在72 h后顯著下降;可溶性海藻糖酶活性無(wú)顯著變化,膜結(jié)合型海藻糖酶活性顯著增加;白背飛虱5齡若蟲(chóng)體內(nèi)海藻糖、葡萄?