柑橘木虱糖转运蛋白家族基因的全基因组鉴定、表达谱分析及功能研究

本研究针对亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）糖转运蛋白（STs）功能未知的问题，通过全基因组鉴定和转录组分析，发现61个ST基因，揭示了其在发育阶段和组织中的特异性表达模式，并通过RNAi证实DcST16/38/52/56的致死效应，为靶向STs防控柑橘黄龙病媒介昆虫提供了新思路。

　　

柑橘黄龙病（HLB）被称为"柑橘癌症"，其病原体Candidatus Liberibacter asiaticus（CLas）通过亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）传播，给全球柑橘产业造成巨大损失。这种刺吸式昆虫以植物韧皮部汁液为食，其高糖饮食特性使得糖转运蛋白（STs）在渗透调节中起关键作用，但此前D. citri的STs功能尚属空白。

仲恺农业工程学院的研究团队在《Gene》发表的研究中，首次对D. citri的ST家族进行了系统性解析。通过全基因组扫描和转录组数据分析，鉴定出61个具有完整开放阅读框（ORF）的ST基因，其中多数含有12个跨膜结构域。染色体定位和系统进化分析揭示了该基因家族的扩张事件。研究团队利用已发表的转录组数据，绘制了STs在发育阶段和组织中的表达图谱，并发现不同糖类和寄主植物喂养会显著改变中肠高表达ST基因（如前10个）的表达水平。最引人注目的是，针对DcST16、DcST38、DcST52和DcST56的RNA干扰实验导致成虫死亡率显著上升，其中DcST56沉默还诱发腹部肿胀表型。

关键技术包括：基于基因组注释的ST基因筛选、跨膜结构预测、系统发育分析、qPCR验证表达模式、以及dsRNA介导的RNAi功能验证。实验样本来自广州田间采集建立的实验室种群。

主要研究结果包括：

1. ST基因鉴定与特征：61个ST基因的编码序列长度介于1137-2028 bp，外显子数量差异显著（1-13个）。
2. 表达模式分析：揭示了STs在若虫-成虫转换期及中肠等组织的特异性表达。
3. 功能验证：沉默4个关键ST基因导致成虫死亡率增加，DcST56干扰还引发渗透调节障碍的肿胀表型。

讨论部分指出，D. citri的ST基因数量（61个）介于豌豆蚜（54个）和烟粉虱（137个）之间，其扩张可能与韧皮部取食适应性相关。研究首次证实STs在D. citri中的生理必要性，特别是DcST56可能参与单糖转运和渗透平衡，其RNAi表型与已报道的蔗糖水解酶（DcSuh）沉默相似。这些发现不仅为理解半翅目昆虫糖代谢机制提供了新视角，更为开发基于ST靶点的RNAi防控策略奠定了理论基础，对控制HLB传播具有重要应用价值。