敲除热敏瞬时受体电位锚蛋白1(BmTRPA1)基因后家蚕蛹脑-咽下神经节复合体的转录组学分析

　　

摘要： 【目的】二化性家蚕Bombyx mori卵在25 ℃下催青时，热敏瞬时受体电位锚蛋白1(TRPA1)被激活，随后可能激活一条与滞育激素(diapause hormone, DH)释放相关的未知信号通路。本研究旨在研究家蚕BmTRPA1调控DH分泌的分子机制，以及BmTRPA1与GABAergic信号通路的关系。【方法】利用CRISPR/Cas9敲除25 ℃下催青的家蚕BmTRPA1基因，通过转录组测序筛选野生型(WT)和BmTRPA1^-/-突变型家蚕在蛹期第3天脑-咽下神经节(brain-suboesophagealganglion, Br-SG)复合体中的差异表达基因；对差异表达基因和特异表达基因分别进行GO分类和KEGG功能富集分析； qRT-PCR检测6个差异表达基因、调控GABAergic信号通路10个关键基因和神经肽基因K5的相对表达量。【结果】WT的Br-SG复合体中有13 039个基因表达， BmTRPA1^-/-Br-SG复合体中有12 937个基因表达，其中12 484个基因在WT和BmTRPA1^-/-Br-SG复合体中共表达，有555个基因在WT中Br-SG复合体特异表达，453个基因在BmTRPA1^-/-Br-SG复合体中特异表达；相比于WT Br-SG复合体，BmTRPA1^-/-Br-SG复合体有32个基因表达上调，13个基因表达下调。这些差异表达基因主要富集在正反馈调节过程、代谢、应激和细胞调控等关键生命活动过程，其中富集于蛋白质转运过程与内分泌的差异表达蛋白GAT属于质膜GABA转运蛋白，是调控家蚕DH释放的关键蛋白。qRT-PCR检测结果显示， GAT和K5在BmTRPA1^-/-Br-SG复合体中的相对表达量与WT Br-SG复合体中的相比显著下调。【结论】本研究在组学水平上证明，敲除TRPA1将降低GAT的表达，从而调控GABAergic信号通路，减少DH释放。研究结果为后续探索家蚕响应环境温度诱导滞育发生的分子调控机制提供了靶标蛋白和数据参考。