褐飛虱保幼激素環(huán)氧化物水解酶基因jheh功能研究.pdf

1、褐飛虱[Brownplanthopper，Nilaparvatalugens,(St(a)l)]，半翅目飛虱科(Hemiptera:Delphacidae)是亞洲重要的水稻害蟲(chóng)，在我國(guó)長(zhǎng)江流域、華南流域及西南廣大稻區(qū)都有分布，對(duì)我國(guó)水稻生產(chǎn)造成巨大損失。褐飛虱為單食性害蟲(chóng)，僅能在水稻和野生稻上取食和繁殖。該蟲(chóng)具有翅二型現(xiàn)象，分為可長(zhǎng)距離遷飛的長(zhǎng)翅型和無(wú)飛行能力但繁殖力強(qiáng)的短翅型。褐飛虱的翅型分化受多重因素影響，但具體機(jī)理尚未明確。在眾多

2、影響因素中，激素調(diào)控機(jī)理得到了普遍認(rèn)同:各種因素可能通過(guò)調(diào)節(jié)褐飛虱體內(nèi)保幼激素滴度從而控制其翅型分化。
　　目前對(duì)褐飛虱的防治方法主要集中在使用吡蚜酮、吡蟲(chóng)啉等常規(guī)殺蟲(chóng)劑控制，但田間褐飛虱種群已經(jīng)對(duì)吡蟲(chóng)啉有了較高的抗性，并且使用化學(xué)農(nóng)藥存在諸多弊端。因此，迫切需要發(fā)展經(jīng)濟(jì)有效、環(huán)境友好的防治方法控制褐飛虱的危害。環(huán)氧化物水解酶juvenilehormoneepoxidehydrolase(JHEH)是降解保幼激素的重要降解酶，但合

3、成這種酶的基因在褐飛虱中尚未研究。本文通過(guò)克隆得到保幼激素環(huán)氧化物水解酶基因全長(zhǎng)，分析了該基因在長(zhǎng)、短翅型種群褐飛虱中的表達(dá)差異，并利用RNAi研究其在褐飛虱體內(nèi)的功能，揭示了該基因在翅型分化上的重要功能。
　　1.褐飛虱jheh基因的克隆與分析
　　采用RT-PCR、RACE等分子克隆方法得到褐飛虱jheh基因，其cDNA序列全長(zhǎng)為2015bp，開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)1365bp。編碼454個(gè)氨基酸，其中含有一個(gè)環(huán)氧化物水解酶的保守

4、結(jié)構(gòu)域，并存在組成JHEH催化三聯(lián)體的氨基酸Asp、Glu和His以及組成陰氧離子洞的氨基酸Tyr，由組氨酸(H)、甘氨酸(G)、色氨酸(W)、脯氨酸(P)組成的花樣結(jié)構(gòu)。
　　2.褐飛虱jheh基因在長(zhǎng)、短翅種群中不同齡期的表達(dá)量差異
　　研究發(fā)現(xiàn)jheh在褐飛虱長(zhǎng)、短翅兩種種群中均有表達(dá)，但不同齡期檢測(cè)表明:在3齡和4齡兩個(gè)時(shí)期，jheh在長(zhǎng)翅褐飛虱種群中的表達(dá)量顯著高于在短翅褐飛虱種群中的表達(dá)量。
　　3.jhe

5、hRNAi后褐飛虱體內(nèi)靶基因表達(dá)量下降
　　在jheh基因開(kāi)放閱讀框內(nèi)選取序列作為dsRNA合成序列，通過(guò)注射法將dsJHEH直接注射到長(zhǎng)翅型種群褐飛虱血腔中，以dsGFP為對(duì)照處理。結(jié)果顯示:對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組褐飛虱存活率無(wú)明顯差異，通過(guò)qPCR檢測(cè)RNAi后褐飛虱體內(nèi)靶基因表達(dá)量，jheh基因表達(dá)量隨時(shí)間推移逐漸降低，在第2天時(shí)，下調(diào)為對(duì)照組的40％，在第7天時(shí)，下調(diào)為對(duì)照組的8.01％。
　　4.jhehRNAi后保幼激素

6、酯酶基因的表達(dá)量變化
　　jhehRNAi后第2天與第4天，保幼激素酯酶(jhe)基因表達(dá)量顯著上升，在注射后第2天，注射dsJHEH的褐飛虱體內(nèi)jhe表達(dá)量顯著上升，為對(duì)照組表達(dá)量的2.5倍，在第4天時(shí)的表達(dá)量為對(duì)照組的2.91倍，而第7天時(shí)表達(dá)量與對(duì)照組基本相同，并無(wú)顯著差異。
　　5.jhehRNAi后褐飛虱翅型變化
　　通過(guò)對(duì)長(zhǎng)翅型褐飛虱種群的jheh基因進(jìn)行RNAi處理，長(zhǎng)翅型褐飛虱種群中短翅個(gè)體顯著增多，其