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昆虫表皮鞣化是一个复杂的生理过程,需要多种激素和酶类的参与,鞣化激素(bursicon)是其中一类激素。鞣化激素是由α亚基(BURS)和β亚基(PBURS)组成的异源二聚体神经肽。自1962年发现至今,已研究证实鞣化激素可以促进昆虫表皮的鞣化及新羽化成虫翅的伸展。除了形成异源二聚体之外,推测α亚基和β亚基也可能组成同源二聚体,并且在体内发挥着独特的生理作用——调控昆虫免疫反应,且β亚基同聚体对幼虫免疫反应的调控效果较α亚基同聚体显著,但β亚基同聚体调控昆虫免疫反应的分子机制尚不清楚。漆酶(laccase)作为昆虫表皮鞣化过程中的关键酶,包括漆酶1(LAC1或MCO1)和漆酶2(LAC1或MCO1)两种,漆酶2是昆虫表皮鞣化所必须的酶,但漆酶1与漆酶2的生理作用不同,其在昆虫体内的功能尚未完全清楚。本研究以棉铃虫Helicoverpa armigera为研究对象,利用分子生物学和生物化学等方法,研究了棉铃虫鞣化激素和漆酶1的特性,主要结论如下:(1)棉铃虫鞣化激素β亚基同聚体调控免疫反应的信号通路JAK/STAT信号通路是调控昆虫免疫的主要信号途径之一,我们首先从棉铃虫转录组数据库中得到JAK2和STAT5的基因序列,利用哺乳细胞表达得到的鞣化激素β亚基同聚体蛋白处理脂肪体,发现免疫相关基因显著上调;而抑制JAK/STAT信号通路弱化了β亚基同聚体对免疫基因表达的上调作用,表明鞣化激素β亚基同聚体通过JAK/STAT信号途径来调控下游的免疫反应。(2)棉铃虫鞣化激素在中肠中的功能鞣化激素在棉铃虫各个组织(中肠、马氏管、脂肪体、表皮、唾液腺和中枢神经系统)中均有表达,在中枢神经系统中的表达量远远高于其他组织,且中枢神经系统中β亚基表达量高于α亚基,但其它组织中α亚基表达量均高于β亚基;利用RNAi技术干涉中肠α亚基基因的表达后发现,中肠细胞增殖相关基因的表达显著上调,这表明鞣化激素除了调控昆虫表皮鞣化、翅的伸展以及免疫反应之外,还可以调控中肠细胞的增殖。(3)棉铃虫漆酶1基因的功能分析棉铃虫转录组测序得到漆酶1基因全序列,序列分析表明,棉铃虫漆酶1基因cDNA序列开放阅读框为2,430 bp,编码810个氨基酸残基,预测的蛋白分子量为91.998 kDa;不同发育时期转录水平表达分析显示,漆酶1基因在棉铃虫幼虫4龄蜕皮期和5龄蜕皮期表达量最高;蜕皮激素处理棉幼虫后漆酶1基因转录水平表达受到显著抑制,蜕皮激素受体ECR基因和USP基因干涉后消除了蜕皮激素对漆酶1基因表达的抑制作用,表明蜕皮激素可以通过其受体来抑制漆酶1基因的表达;检测漆酶1基因在幼虫体内不同组织中转录水平表达量后发现,漆酶1基因在马氏管中的表达量最高,进一步的RNAi实验证实漆酶1参与棉铃虫体内铁离子的代谢。