| 飞蝗表皮蛋白Obstructor家族基因的分子特性及基于RNAi的功能分析 |
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| 引用本文： | 王燕,李大琪,刘晓健,李涛,马恩波,范仁俊,张建珍.飞蝗表皮蛋白Obstructor家族基因的分子特性及基于RNAi的功能分析[J].中国农业科学,2015,48(1):73-82. |
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| 作者姓名： | 王燕 李大琪 刘晓健 李涛 马恩波 范仁俊 张建珍 |
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| 作者单位： | 1山西大学应用生物学研究所，太原 030006
2农业有害生物综合治理山西省重点实验室，太原 030006
3山西省农业科学院植物保护研究所，太原 030031 |
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| 基金项目： | 国家“973”计划，国家自然科学基金，教育部博士点专项基金(博导类) |
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| 摘 要： | 【目的】获得飞蝗（Locusta migratoria）表皮蛋白Obstructor（Obst）家族基因的cDNA序列，并研究其序列特征和mRNA表达特性，探讨其生物学功能，为害虫防治提供新的分子靶标。【方法】采用生物信息学方法搜索飞蝗转录组数据库获得Obst家族基因cDNA片段，并进行BLAST分析得到Obst家族基因的cDNA序列；采用RACE技术扩增该家族基因的3′cDNA序列，拼接后获得全长；SignalP在线软件分析蛋白的信号肽，SMART网站预测其功能域，并使用Mega 5.10软件中Neighbor-Joining方法，与黑腹果蝇（Drosophila melanogasterObst家族基因和赤拟谷盗（Tribolium castaneumCPAP3家族基因（Obst家族基因的同源基因）氨基酸序列进行聚类分析；采用real-time quantitative PCR（qPCR）方法检测LmObst家族基因在5龄若虫不同组织部位和不同龄期体壁的表达情况，绘制表达图谱））；采用RNA干扰（RNAi）技术探讨LmObsts对飞蝗发育的影响。【结果】在飞蝗转录组数据库中搜索得到8个Obst家族基因的cDNA片段，通过NCBI进行BLAST分析显示与赤拟谷盗CPAP3、黑腹果蝇Obst高度同源，属于LmObst家族基因片段，其中5个是全长序列，3个序列缺失3′端；采用RACE技术获得3′末端cDNA序列；将得到的8个LmObst家族基因全长序列进行功能域分析，发现具有Obst家族表皮蛋白的特点，即有1个信号肽与3个几丁质结合域ChtBD2；并与黑腹果蝇、赤拟谷盗同源基因进行进化树的构建，根据进化树分析结果，分别命名为LmObst-A1、LmObst-A2、LmObst-B、LmObst-C、LmObst-D1、LmObst-D2、LmObst-E1和LmObst-E2。qPCR结果显示LmObst-E1和LmObst-E2在前肠和后肠高特异性表达，LmObst-D1在体壁和前肠高表达，其他LmObsts在体壁或外胚层内陷形成的前肠和后肠高表达，在胃盲囊、中肠、马氏管和脂肪体中低表达；LmObst家族基因在5龄若虫不同天数体壁的表达趋势比较接近，在5龄前期高表达，中期降到最低，蜕皮前又上升到高水平。采用RNAi技术研究基因的生物学功能，5龄若虫第5天分别注射dsLmObst，对照组注射等量dsGFP，48 h后检测沉默效率，发现目的基因表达量显著降低；进一步观察发现，注射dsLmObst-E1的5龄若虫80%无蜕皮迹象，在5龄若虫状态下死亡，剩余20% 若虫蜕皮延迟1-2 d，并且蜕至成虫后，16 h内全部死亡；其余注射双链的试虫普遍发生蜕皮延迟1-3 d的现象，但未发现其他可见的异常表型。【结论】获得8个飞蝗LmObst家族基因，所有Obst家族蛋白功能域保守，均有1个信号肽与3个几丁质结合域ChtBD2；LmObsts主要参与飞蝗体壁和前、后肠等外胚层发育来源组织器官的形成。LmObst-E1是飞蝗发育所必需的，该基因沉默可导致飞蝗死亡，其他7个LmObsts的沉默导致飞蝗发育延迟1-3 d，但无致死效应。
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| 关 键 词： | 飞蝗 表皮蛋白 Obstructor real-time quantitative PCR RNAi |
| 收稿时间： | 2014-06-30 |
Molecular Characterization and RNAi-Based Functional Analysis of Obstructor Family Genes in Locusta migratoria |
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| WANG Yan,LI Da-qi,LIU Xiao-jian,LI Tao,MA En-bo,FAN Ren-jun,ZHANG Jian-zhen.Molecular Characterization and RNAi-Based Functional Analysis of Obstructor Family Genes in Locusta migratoria[J].Scientia Agricultura Sinica,2015,48(1):73-82. |
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| Authors: | WANG Yan LI Da-qi LIU Xiao-jian LI Tao MA En-bo FAN Ren-jun ZHANG Jian-zhen |
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| Institution: | 1Research Institute of Applied Biology, Shanxi University, Taiyuan 030006
2Key Laboratory of Integrated PestManagementin Agriculture, Taiyuan 030006
3Institute of Plant Protection, Shanxi Academy of Agricultural Science, Taiyuan 030031 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Locusta migratoria cuticular proteins Obstructor real-time quantitative PCR RNAi |
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