二化螟味觉受体基因鉴定、克隆与表达模式分析
Identification, Cloning and Expression Profiles of Gustatory Receptor Genes in Chilo suppressalis作者机构：南京农业大学植物保护学院 江苏省农业科学院植物保护研究所/江苏省食品质量安全重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地)
出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)
年 卷 期：2023年第56卷第13期
页 面：2504-2517页
核心收录：
学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学]
基 金：国家水稻产业技术体系（CARS-01） 国家自然科学基金（31672024） 江苏省农业科技自主创新资金（CX(20)1004）
摘 要：【背景】二化螟(Chilo suppressalis)是我国水稻上的重要害虫之一，味觉受体(gustatory receptor,GR)基因在昆虫取食、产卵等过程中发挥重要作用。【目的】基于组学数据鉴定并克隆二化螟GR基因序列，明确其在不同发育阶段和成虫不同组织中的表达特性，为后续深入研究二化螟GR基因的功能打下基础。【方法】结合二化螟转录组数据和其他昆虫的GR基因序列，通过多重序列比对，鉴定二化螟GR基因。利用RT-PCR方法克隆获得二化螟GR基因的完整开放阅读框(open reading frame,ORF)序列，运用生物信息学分析工具对二化螟GR基因编码的氨基酸序列进行分子生物学特征、结构域等分析；基于最大似然法构建二化螟GR基因蛋白序列与其他昆虫GR基因的系统进化树；利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法分析GR基因在二化螟不同发育阶段(1—6龄幼虫和雌、雄成虫)和成虫不同组织(雌、雄成虫的触角、头、翅、腹、足)中的表达模式。【结果】鉴定并克隆得到5个二化螟GR基因，分别命名为CsupGR1—5,ORF长度为1 122—1 428 bp，编码氨基酸序列长度为373—475 aa，其中CsupGR2、CsupGR4、CsupGR5具有7个跨膜结构域，CsupGR1、CsupGR3具有8个跨膜结构域。系统进化分析显示，CsupGR1、CsupGR2与黑腹果蝇DmelGR63a及小菜蛾PxylGR7、PxylGR8亲缘关系较近，属于CO2受体家族；CsupGR3与黑腹果蝇DmelGR43a及家蚕BmorGR9、BmorGR10亲缘关系较近，属于果糖/肌醇受体家族；CsupGR4、CsupGR5与黑腹果蝇DmelGR64及家蚕BmorGR5—8亲缘关系较近，属于糖受体家族。发育期表达谱分析表明，二化螟5个GR基因在不同发育时期均有表达，其中CsupGR1、CsupGR4均在雄成虫中高表达，CsupGR2在1龄幼虫和雄成虫中表达量最高，CsupGR3在成虫中高表达，CsupGR5在4龄幼虫中表达量最高；组织表达谱分析表明，5个GR基因在雌、雄成虫的各组织均有表达，其中CsupGR1、CsupGR5在成虫头部表达量高，CsupGR2—4在成虫触角部位高表达。【结论】鉴定克隆的5个二化螟GR基因均具有昆虫味觉受体基因的典型特征，且在成虫触角或头部高表达，推测这5个基因可能与二化螟识别和适应寄主植物有关。
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