海藻糖酶基因TRE2-like和TRE2在異色瓢蟲羽化過程中的表達與功能
摘要：【目的】異色瓢蟲Harmonia axyridis是一種重要的捕食性天敵昆蟲,海藻糖在異色瓢蟲的變態發育、羽化等整個生命過程都起著重要的作用。本研究以前期獲得的類似膜結合型海藻糖酶(TRE2-like)與膜結合型海藻糖酶(TRE2)基因為基礎,探討在異色瓢蟲羽化階段這兩個海藻糖酶的潛在功能,為闡明異色瓢蟲從蛹發育到成蟲時海藻糖代謝機制提供參考。【方法】根據TRE2-like和TRE2基因序列設計雙鏈RNA(dsRNA)區域片段并合成對應的dsRNA,通過RNAi將其注射到異色瓢蟲2日齡蛹中。采用實時熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測RNAi處理后羽化第1天的異色瓢蟲成蟲糖代謝相關基因的表達;同時采用蒽酮比色法、酶標法等分別測定RNAi處理后羽化第1天的異色瓢蟲成蟲主要糖類物質含量及TRE活性變化,并觀察異色瓢蟲羽化后的表型變化。【結果】結果表明,與對照組(dsGFP注射組)相比,異色瓢蟲2日齡蛹被注射TRE2-like或TRE2 dsRNA后,其新羽化成蟲體內TRE2-like和TRE2表達量均極顯著下調,且少數個體出現了蛻皮與翅形成困難等畸形表型。可溶性海藻糖酶活性在注射dsTRE2-like后顯著降低,膜結合型海藻糖酶活性在注射dsTRE2后顯著降低;注射dsTRE2后糖原含量顯著下降,注射dsTRE2-like后糖原和海藻糖含量顯著下降,注射dsTRE2-like+dsTRE2后糖原和葡萄糖含量顯著下降,且海藻糖含量極顯著下降。注射dsTRE2-like, dsTRE2和dsTRE2-like+dsTRE2后可溶性海藻糖酶基因TRE1-1和TRE1-2表達下降或顯著下降,而TRE1-5表達上升或顯著上升,海藻糖合成酶(trealose-6-phosphate synthase, TPS)、糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase, GP)、糖原合成酶(glycogen synthase, GS)基因的表達均顯著下調。【結論】TRE2-like和TRE2基因表達被抑制后,異色瓢蟲海藻糖等代謝受到影響。研究結果為探究異色瓢蟲體內膜結合型海藻糖酶的潛在功能和調控機制奠定了基礎。
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