| 两个褐飞虱海藻糖转运蛋白基因的结构及调控海藻糖代谢功能 |
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| 引用本文： | 於卫东,潘碧莹,邱玲玉,黄镇,周泰,叶林,唐斌,王世贵.两个褐飞虱海藻糖转运蛋白基因的结构及调控海藻糖代谢功能[J].中国农业科学,2020,53(23):4802-4812. |
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| 作者姓名： | 於卫东 潘碧莹 邱玲玉 黄镇 周泰 叶林 唐斌 王世贵 |
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| 作者单位： | 1杭州师范大学生命与环境科学学院,杭州 3100362浙江鼎益生物科技有限公司,浙江衢州 324100 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(31672081);国家自然科学基金(31371996) |
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| 摘 要： | 【目的】海藻糖是昆虫中的主要血糖物质,在昆虫的发育及生理活动中发挥重要功能。其中,海藻糖转运蛋白（Tret）在将海藻糖从其生成组织（例如脂肪体）运输到其消耗组织的过程中起着重要作用。本研究通过分析褐飞虱（Nilaparvata lugens）两条Tret1的序列结构,进一步抑制NlTret1的表达,探讨这两个NlTret1在褐飞虱体内的生物学功能。【方法】以褐飞虱两条Tret1序列为研究对象,利用生物信息学技术分析其蛋白结构以及与其他昆虫之间的同源性。采用RNAi（RNA interference）技术将合成的外源dsRNA（double-stranded RNA）注射到实验室饲养褐飞虱种群体内,抑制其体内NlTret1的表达,分别在注射48 h后取材,抽取总RNA并用反转录试剂盒合成第一链cDNA,采用qRT-PCR（quantitative real-time PCR）技术检测dsNlTret1的干扰效果以及RNAi后褐飞虱体内海藻糖代谢通路中相关基因的表达,最后测定葡萄糖、海藻糖和糖原含量以及海藻糖酶活性。【结果】生物信息学分析表明,NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的开放阅读框长度分别为1 920和1 578 bp,分别编码639和525个氨基酸,预测蛋白分子量分别为69.29和58.71 kD,等电点分别为8.32和8.36;NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的二级结构主要包含螺旋和卷曲;保守结构域分析显示它们均属于MFS家族。进化分析结果显示,不同昆虫的Tret1蛋白具有较高的同源性,且褐飞虱与其他半翅目昆虫具有较近的亲缘关系;与注射dsGFP组相比,注射靶标基因的dsRNA后均能够显著沉默本基因的表达;褐飞虱体内糖原、葡萄糖在注射dsNlTret1-like X1和dsNlTret1-2 X1后,其含量均无显著变化,然而不同于注射dsNlTret1-2 X1组,在注射dsNlTret1-like X1后褐飞虱体内海藻糖含量极显著升高;干扰NlTret1-like X1 48 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2、TRE1-1、TRE1-2和TRE2的表达均极显著下调;而干扰NlTret1-2 X1 48 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2和TRE1-1的表达虽也极显著下降,但TRE1-2和TRE2极显著上调;在注射dsNlTret1-like X1后,试虫可溶性海藻糖酶和膜结合型海藻糖酶的活性均极显著降低,而在注射dsNlTret1-2 X1后无显著变化。【结论】褐飞虱的两个Tret1在不同组织间发挥着不同的功能,其中NlTret1-like X1在特异性转运海藻糖参与能量供应中起到更为显著的作用。研究结果有助于探索Tret1在昆虫或无脊椎动物中调控海藻糖代谢平衡的调节机制,可为将来通过调控血糖平衡来控制褐飞虱等害虫提供理论依据。
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| 关 键 词： | 褐飞虱 海藻糖转运蛋白 结构 海藻糖代谢 RNA干扰 |
| 收稿时间： | 2020-07-18 |
The Structure Characteristics and Biological Functions on Regulating Trehalose Metabolism of Two NlTret1s in Nilaparvata lugens |
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| YU WeiDong,PAN BiYing,QIU LingYu,HUANG Zhen,ZHOU Tai,YE Lin,TANG Bin,WANG ShiGui.The Structure Characteristics and Biological Functions on Regulating Trehalose Metabolism of Two NlTret1s in Nilaparvata lugens[J].Scientia Agricultura Sinica,2020,53(23):4802-4812. |
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| Authors: | YU WeiDong PAN BiYing QIU LingYu HUANG Zhen ZHOU Tai YE Lin TANG Bin WANG ShiGui |
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| Institution: | 1College of Life and Environmental Science, Hangzhou Normal University, Hangzhou 3100362Zhejiang Dingyi Biotechnology Co., LTD, Quzhou 324100, Zhejiang |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | brown planthopper (Nilaparvata lugens) trehalose transporter (Tret) structure trehalose metabolism RNAi |
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