整合的转录组学和RNA干扰（RNAi）研究方法揭示了ApApoD1在豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）耐旱性中的关键作用

《Insect Science》：Integrated transcriptomic and RNAi approaches uncover a key role for ApApoD1 in the desiccation tolerance of Acyrthosiphon pisum

昆虫表皮蜡质合成关键基因ApApoD1通过脂结合蛋白介导运输，其RNAi沉默导致蜡质含量下降48.9%及耐旱性降低，生存时间缩短。转录组分析揭示调控脂代谢、表皮合成及免疫通路。

　　

摘要

昆虫依赖角质层中的碳氢化合物（CHCs）来防止脱水。这些碳氢化合物在细胞中合成，然后通过脂质载体（例如脂运蛋白）被运输到表皮层。作为能够结合脂质的脂质运载蛋白，载脂蛋白D（ApoD）能够转运小分子疏水性物质，这表明它在碳氢化合物的运输和沉积过程中起着关键作用。我们研究了豌豆蚜虫（Acyrthosiphon pisum）中编码脂质运载蛋白D的基因ApApoD1，并探讨了其在抗旱性中的作用。ApApoD1在蚜虫中高度保守，主要在角质层组织中表达，并且在干旱胁迫下其表达水平会上升。通过使用星形多阳离子（SPc）纳米载体进行RNA干扰（RNAi）处理，我们成功将ApApoD1的转录水平降低了48%。ApApoD1的沉默导致总碳氢化合物含量（尤其是C27–C31烷烃）减少了48.9%，同时水分流失速率增加了1.8倍。因此，在极端干旱条件下（相对湿度为5%），ApApoD1被沉默的蚜虫存活时间显著缩短。转录组分析（RNA-seq）发现，由于ApApoD1的沉默，有765个基因的表达发生了变化，其中包括脂质代谢相关基因和角质层结构基因的表达下调，以及免疫相关基因（如Toll和Imd）的表达上调。基因本体论（GO）和京都基因组百科全书（KEGG）通路分析表明，这些变化主要涉及脂质代谢、角质层生物合成和免疫信号通路。我们的研究结果表明，ApApoD1是调控蚜虫角质层脂质积累和抗旱性的关键因子；通过RNAi干扰该基因可能会增加蚜虫对干旱胁迫的敏感性，从而为蚜虫的管理提供一种潜在策略。

披露

作者声明与本研究不存在任何利益冲突。