煙粉虱中重要的表皮硬化基因Laccase2?可作為RNAi防治靶點

中亞小煙粉虱(Bemisia MiddleEast-Asia Minor I, MEAM1)是一種分布廣泛的入侵性農(nóng)業(yè)害蟲，對農(nóng)業(yè)、園藝和觀賞作物造成廣泛的危害。表皮硬化是昆蟲生存的關(guān)鍵，lacase2 (Lac2)是一種酚氧化酶，在多種昆蟲的角質(zhì)層形成和色素沉積的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，Lac2在煙粉虱中的作用尚不清楚。? ? ?研究人員在MEAM1中鑒定了一個BtLac2基因。BtLac2的cDNA包含一個2238 bp的開放閱讀框(ORF)，編碼745個氨基酸殘基，預(yù)測分子量為82.53 kDa，等電點pI為6.31。GenBank檢測發(fā)現(xiàn)BtLac2與其他昆蟲的Lac2同源性較高，含有3個cu -氧化酶結(jié)構(gòu)域，屬于漆酶家族。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，BtLac2與nephotetix cinticeps、Megacopta punctatissima和Riptortus pestris的Lac2親緣關(guān)系較近，同源性超過78%(圖1A)。作為漆酶的一個特征，當(dāng)預(yù)測的BtLac2蛋白與其他昆蟲的漆酶蛋白序列進行比對時，發(fā)現(xiàn)了較保守的富含半胱氨酸的區(qū)域(圖1B)。Lac2基因與煙粉虱的Lac、Lac1和Lac4基因相距較遠。?

BtLac2在MEAM1所有發(fā)育階段均有表達，在卵期表達量較高，若蟲次之，成蟲在次之。此外，BtLac2在角質(zhì)層的表達高于其他組織。利用RNAi技術(shù)敲除BtLac2后，若蟲表皮變得更薄、更脆弱，死亡率顯著增加，若蟲發(fā)育時間延長，成蟲羽化率降低（圖?2，圖3）。這一結(jié)果表明BtLac2在煙粉虱表皮硬化過程中起著重要作用。?

?總之，Lac2主要參與昆蟲表皮的硬化和變黑，這項研究從煙粉虱中克隆了BtLac2基因的cDNA。通過基因表達分析，發(fā)現(xiàn)BtLac2在所有發(fā)育階段均有表達，但在卵期表達量最高，若蟲次之，成蟲次之。此外，BtLac2在角質(zhì)層中比在其他組織中表達更多。敲除BtLac2后，若蟲的角質(zhì)層變得更薄、更脆弱，從而影響成蟲的羽化率和適合度。本研究結(jié)果對煙粉虱BtLac2基因的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)發(fā)育、表達模式及生物學(xué)功能具有一定的指導(dǎo)意義。同時，研究人員認(rèn)為使用RNAi降低BtLac2的表達是一種潛在的煙粉虱防治策略。

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https://doi.org/10.3390/insects13050471