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(duì)象，對(duì)三大幾丁質(zhì)降解酶家族基因進(jìn)行了序列、系統(tǒng)發(fā)育及表達(dá)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(duì)褐飛虱基因組和轉(zhuǎn)錄組的搜索比對(duì)，共確定了幾丁質(zhì)酶基因12個(gè)、β-N-乙酰己糖胺酶基因11個(gè)、幾丁質(zhì)脫乙酰酶基因4個(gè)。對(duì)6個(gè)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(gè)分組;β-N-乙酰己糖胺酶基因聚類為較為模糊的5個(gè)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(gè)分組。
　　2.基因表達(dá)模式的檢測結(jié)果顯示，12個(gè)NlCht中有8個(gè)、4個(gè)NlCDA中有3個(gè)在體壁中大量表達(dá)，并且在蛻皮期周期性表達(dá);NlCht4主要在雄性生殖系統(tǒng)尤其是附腺中大量表達(dá);而NlCht2、NlIDGF和NlENGase則主要在雌性生殖系統(tǒng)中表達(dá)且所

3、有發(fā)育階段均有表達(dá);消化道特異的NlCDA3在所有發(fā)育階段皆有表達(dá)且表達(dá)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(dá)外，NlHex1、NlHex7和NlHex11也具有類似表達(dá)模式，其余7個(gè)基因在各個(gè)發(fā)育階段均有表達(dá)且表達(dá)量穩(wěn)定;11個(gè)NlHex在不同組織中表達(dá)分布較為廣泛。
　　3.利用RNA干擾技術(shù)對(duì)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(gè)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(xì)長，并最終蛻皮失敗死亡。其余18個(gè)基因單獨(dú)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(jìn)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+