论文部分内容阅读
扶桑绵粉蚧(Phenacoccus solenopsis Tinsley,半翅目粉蚧科)是一种重要的入侵性农林害虫,可为害多种农作物和园林植物,自2008年在广州发现以来,已快速扩散至全国的13个省(区、市)、124个县(区、市),对我国的农林生产带来严重威胁。扶桑绵粉蚧雌虫体表被有一层蜡粉,它具有防水、防干燥、抵御天敌等重要功能,但对合成过程及相关的基因缺乏研究。本研究得到以下结果:(1)将扶桑绵粉蚧表皮与除去表皮外的其他组织进行转录组测序,共得到38506个转录本,通过KEGG在这些转录本中发现了脂肪酸合成通路、脂肪酸延伸通路、萜类骨架合成等通路和脂酰辅酶A还原酶(fatty-acyl reductase,FAR)基因;在转录本和昆虫CYP4G蛋白(在昆虫碳氢化合物合成过程中起脱羰作用)序列的blastx结果中,214个转录本可比对上昆虫CYP4G蛋白,说明转录本中存在CYP4G基因,这些通路与基因可能是扶桑绵粉蚧蜡质合成通路的一部分。(2)将表皮与除去表皮外的其他组织的转录组数据进行差异表达分析,得到了367个差异表达基因、1272个转录本,其中包含表皮表达量上调基因342个、转录本1172个;将表皮上调转录本进行KEGG、GO注释,发现了3个脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)基因、3个超长链脂肪酸延伸酶(elongation of very long-chain fatty acid,ELOVL)基因、1个FAR基因,说明这些基因与扶桑绵粉蚧表皮蜡质合成的相关性较高。(3)对扶桑绵粉蚧的表皮进行蛋白质组测序,得到了5812条蛋白序列,通过KEGG在其中发现了脂肪酸合成通路、脂肪酸延伸通路、萜类骨架合成通路以及FAR酶;经blastp分析,其中45条蛋白序列可比对到昆虫CYP4G蛋白,说明表皮蛋白质组中存在CYP4G酶。这些通路和酶的存在表明表皮具备合成蜡质的条件。(4)将差异表达基因中发现的3个FAS基因、3个ELOVL基因、1个FAR基因的转录本与蛋白质组数据进行blastx比对,发现这些基因的27个转录本均可以在蛋白质组中比对到序列,且e-value值均较低,说明它们在表皮中表达为蛋白,行使了生物学功能。(5)观察了5日龄、10日龄和15日龄的扶桑绵粉蚧雌成虫表皮蜡质合成速率,表明5日龄和10日龄时的蜡质合成速率要大于15日龄,并观察到5日龄、10日龄在除去蜡质后3天内蜡粉即可恢复。(6)将差异表达基因中的FAS、ELOVL、FAR以及表皮中表达量较高的FAS、ELOVL、FAR共22个基因进行RNAi,每次注射2-3个基因的混合dsRNA,qPCR结果显示其中的7个基因表达量显著下降;对这些表达量显著下降的基因进行RNAi,连续3天观察扶桑绵粉蚧体表蜡质的生长情况,结果发现与注射dsGFP的虫体的蜡质没有明显差异。