RNA 干扰沉默法尼基焦磷酸合成酶基因 TuFPPS 延长二斑叶螨静止期并抑制蜕皮及其机制研究

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Experimental and Applied Acarology 1.8

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  在昆虫中,法尼基焦磷酸合成酶(FPPS)在保幼激素(JH)/ 法尼酸甲酯(MF)合成通路中至关重要,但在螨类胚后发育和蜕皮中的作用尚不明确。本研究探究二斑叶螨(Tetranychus urticae)TuFPPS 功能,发现其沉默可致发育延迟、静止期延长,处理螨死亡率达 80%,并筛选出相关基因。研究为揭示 JH/MF 作用机制及害虫防治提供依据。

  
在昆虫中,法尼基焦磷酸合成酶(farnesyl pyrophosphate synthase, FPPS)作为甲羟戊酸通路中的关键酶,在保幼激素(juvenile hormone, JH)/ 法尼酸甲酯(methyl farnesoate, MF)生物合成通路中至关重要,尤其在调控蜕皮过程中发挥关键作用。然而,其在蛛形纲蜱螨亚纲生物胚后发育和蜕皮中的作用仍不明确。为此,本研究以农业重要害虫二斑叶螨(Tetranychus urticae)为研究对象,探究 TuFPPS 基因在其若螨期的功能。实时定量 PCR(real time quantitative PCR, qPCR)显示,TuFPPS 基因表达量在静止期中期(28 小时)显著升高。RNA 干扰(RNA interference, RNAi)介导的 TuFPPS 基因沉默导致二斑叶螨发育延迟,具体表现为静止期显著延长、蜕皮进程滞后。最终,处理组叶螨无法完成蜕皮并死亡,蜕皮前 108 小时死亡率达 80%,而对照组超 90% 叶螨成功蜕皮。为进一步探究 TuFPPS 基因在二斑叶螨静止期和蜕皮过程中的潜在功能,研究人员在 RNAi 沉默 TuFPPS 基因后进行全基因组 RNA 测序。基于 | FC|≥3 且 FDR<0.05 的筛选阈值,鉴定出 4 个相关基因,这些基因涉及碳水化合物代谢、脂肪酸与脂质代谢、氨基酸代谢以及 ABC 转运蛋白通路。综合研究结果表明,TuFPPS 基因在调控能量运输、细胞内消化和能量供应中发挥关键作用,这与无变态昆虫中的功能类似。本研究结果为深入探究 JH/MF 在螨类胚后发育和蜕皮中的分子机制奠定了基础,并为害虫防治提供了潜在靶点,在二斑叶螨研究中得到了验证。

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