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水稻二化螟Chilo suppressalis(Walker)是水稻上的重要害虫之一,在我国乃至亚洲水稻种植区均有分布,具有很强的适应性。现有研究表明,昆虫体内存在多种水通道蛋白(Aquaporins,AQPs),它们主要通过参与调节水分运输和调节渗透压来控制昆虫的许多生理活动。本文对水稻二化螟水通道蛋白12型(CsAQP12L)基因的全长序列进行了克隆;检测了水稻二化螟不同发育时期、不同组织以及不同湿度和温度处理下的CsAQP12L基因的表达情况;运用爪蟾卵母细胞系统分析研究了水稻二化螟三种水通道蛋白的转运情况,以揭示水稻二化螟不同水通道蛋白的功能。研究主要结果如下: (1)采用RACE技术克隆出CsAQP12L基因的2种转录类型CsAQP12L1和CsAQP12L2的全长cDNAs序列。CsAQP12L1基因全长1604 bp,开放阅读框为873 bp,编码290个氨基酸;5和3非编码区分别为219 bp和512bp; CsAQP12L2基因全长1698bp,开放阅读框为975 bp,编码324个氨基酸;5和3非编码区分别为200bp和513bp。同源性分析表明,水稻二化螟的AQP12L的氨基酸序列与脐橙螟蛾(Amyelois transitella)的关系最近,同源性为89%,与小菜蛾(Plutella xylostella)的同源性为87%,与金凤蝶(Papilio Machaon)同源性为82%,花椒凤蝶(Papilio Xuthus)同源性为82%。 (2)DNAMAN软件分析发现,CsAQP12L1和CsAQP12L2都拥有不保守的CPY(Cys-Pro-Tyr)和NPV(Asn-Pro-Val)结构。不保守的收缩域ar/R不保守由Tyr88,Val214,Gly(CsAQP12L1:223;-2:257),Leu229(CsAQP12L1:229;-2:263)构成。两个转录型的跨膜区域的预测使用不同的在线分析软件得出不同的结果,即4个(TMHMM),5个(RHYTHM,HHMTOP)和7个(Pbobius,TOPCONS)。 (3)采用实时定量PCR方法,检测了CsAQP12L在水稻二化螟不同发育时期、5龄幼虫的前肠、中肠、后肠、脂肪体、马氏管、头部、表皮、血淋巴以及不同湿度和温度处理下的表达量。结果表明:CsAQP12L1和CsAQP12L2在二化螟的前肠,中肠,后肠,头部,和表皮有表达,而在血淋巴、马氏管和脂肪体中没有表达。其中,CsAQP12L1和CsAQP12L2在二化螟后肠的表达量最高。水稻二化螟卵块中的CsAQP2L1和CsAQP12L2的表达量在所有发育时期中最低。CsAQP12L1在雄蛾和1龄幼虫的表达量显著高于其他发育时期。尽管,CsAQP12L2在雄蛾和1龄幼虫的表达量也有较高的表达量,但是与雄蛹,5龄幼虫,4龄幼虫,3龄幼虫,2龄幼虫没有显著差异。不同温度和湿度处理后未引起CsAQP12L的表达量有显著变化。 (4)运用爪蟾卵母细胞系统研究了CsAQP1、CsAQP3、CsAQP12L1和CsAQP12L2这3种水通道蛋白对水或其它小分子溶质(甘油,海藻糖和尿素)的渗透力。结果表明:注射了CsAQP12L1和CsAQP12L2基因cRNA的细胞与对照相比没有显著差异,而注射了CsAQP1和CsAQP3基因cRNA的爪蟾卵母细胞对水的渗透速率与对照相比有显著的提高,这3种水通道蛋白对甘油,海藻糖和尿素没有渗透能力。