褐飛虱幾丁質(zhì)降解酶系基因家族分析.pdf

1、幾丁質(zhì)降解酶系主要包括幾丁質(zhì)酶、β-N-乙酰己糖胺酶和幾丁質(zhì)脫乙酰酶三類，是昆蟲體內(nèi)調(diào)節(jié)幾丁質(zhì)代謝的重要酶類。本研究以褐飛虱為研究對象，對三大幾丁質(zhì)降解酶家族基因進行了序列、系統(tǒng)發(fā)育及表達模式的分析，并利用RNA干擾技術(shù)探索了在褐飛虱體內(nèi)的生物學(xué)功能。主要研究結(jié)果如下:
　　1.通過對褐飛虱基因組和轉(zhuǎn)錄組的搜索比對，共確定了幾丁質(zhì)酶基因12個、β-N-乙酰己糖胺酶基因11個、幾丁質(zhì)脫乙酰酶基因4個。對6個目的昆蟲物種中3種幾丁質(zhì)降

2、解酶基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分析表明，幾丁質(zhì)酶基因聚類為10個分組;β-N-乙酰己糖胺酶基因聚類為較為模糊的5個分組，僅NAGidase組明確;幾丁質(zhì)脫乙酰酶基因聚類為明確的5個分組。
　　2.基因表達模式的檢測結(jié)果顯示，12個NlCht中有8個、4個NlCDA中有3個在體壁中大量表達，并且在蛻皮期周期性表達;NlCht4主要在雄性生殖系統(tǒng)尤其是附腺中大量表達;而NlCht2、NlIDGF和NlENGase則主要在雌性生殖系統(tǒng)中表達且所

3、有發(fā)育階段均有表達;消化道特異的NlCDA3在所有發(fā)育階段皆有表達且表達量穩(wěn)定。在褐飛虱不同發(fā)育階段除NlHex4顯示出較為明顯的蛻皮階段周期性表達外，NlHex1、NlHex7和NlHex11也具有類似表達模式，其余7個基因在各個發(fā)育階段均有表達且表達量穩(wěn)定;11個NlHex在不同組織中表達分布較為廣泛。
　　3.利用RNA干擾技術(shù)對褐飛虱幾丁質(zhì)降解酶家族基因功能的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)分別將NlCht1、5、7、9、10; NlHex

4、4; NlCDA1、2、4等9個基因干擾后，褐飛虱若蟲出現(xiàn)蛻皮困難的致死表型:舊表皮自胸背板處開裂但并未全部褪去，或舊表皮并未開裂但蟲體變細長，并最終蛻皮失敗死亡。其余18個基因單獨干擾均未出現(xiàn)明顯的形態(tài)異常或高死亡率的表現(xiàn)。但將NlCht7和NlCht2、NlCht3、NlCht6、NlCht8進行組合干擾后，出現(xiàn)了褐飛虱的足前端附肢的趾鉤消失，最終導(dǎo)致死亡的表型。
　　基于上述結(jié)果，我們提出了褐飛虱幾丁質(zhì)降解參與酶的“5+1+