烟粉虱味觉受体基因BtabGR1和BtabGR2的克隆与表达模式分析

作     者：渠成 王然 李峰奇 罗晨 QU Cheng;WANG Ran;LI FengQi;LUO Chen

作者机构：北京市农林科学院植物保护研究所 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2022年第55卷第13期

页      面：2552-2561页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：国家自然科学基金（31871972） 国家现代农业产业技术体系（CARS-24-C-03） 

主　　题：烟粉虱 味觉受体 基因克隆 序列分析 表达谱 

摘      要：【目的】烟粉虱（Bemisia tabaci）为世界性分布的重要农林入侵害虫，寄主植物种类众多，但对不同寄主植物存在嗜性差异，而味觉受体（gustatory receptor,GR）基因在其取食选择等行为中发挥重要作用。本研究通过克隆烟粉虱味觉受体GR1和GR2基因，明确其在烟粉虱不同发育期和成虫不同组织中的表达特性，为基因功能的深入研究提供依据。【方法】从烟粉虱MED隐种成虫头部转录组中筛选获得味觉受体基因序列，利用巢式PCR技术克隆获得两个味觉受体基因的完整开放阅读框（open reading frame,ORF）序列，两个基因分别命名为BtabGR1和BtabGR2，运用生物信息学软件对其编码氨基酸序列特征、结构域等信息进行预测，基于邻接法构建BtabGR1、BtabGR2与其他半翅目昆虫味觉受体基因的系统进化树，并利用实时荧光定量PCR方法分析两个基因在烟粉虱不同发育期（卵、1—4龄若虫和雌、雄成虫）和雌、雄成虫不同组织（头、胸、腹、足）中的表达情况。【结果】克隆获得BtabGR1和BtabGR2基因序列（GenBank登录号：OL845904和OL845905），完整开放阅读框为1 287和1 344 bp，分别编码428和447个氨基酸，预测蛋白分子量为48.54和51.50 kD，理论等电点为8.85和8.74，具有4个和6个跨膜结构域。氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示，BtabGR1和BtabGR2与其他半翅目昆虫GR28b和GR43a-like基因亲缘关系较近。发育期表达谱分析表明，BtabGR1和BtabGR2在烟粉虱的不同发育历期均有表达，其中BtabGR1在成虫中表达量高于其他发育期，而BtabGR2在卵中的表达量最高；组织表达谱结果表明，BtabGR1和BtabGR2在烟粉虱雌、雄成虫不同组织中均有表达，且均在成虫头部高表达。【结论】BtabGR1和BtabGR2具有昆虫味觉受体基因的典型特征，二者均在烟粉虱成虫头部高表达，推测两基因在烟粉虱寄主植物适应过程中发挥重要作用，可作为烟粉虱新型防控措施的潜在靶标。