马铃薯甲虫N-β-丙酰多巴胺水解酶基因的克隆及功能分析

【目的】通过RNAi技术分析明确对马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata黑色素形成重要的N-β-丙酰多巴胺(NBAD)水解酶基因的功能。【方法】NBAD水解酶基因通过马铃薯甲虫转录组数据分析和RT-PCR克隆获得,分别利用序列比对和系统发育分析确定该基因的完整性和系统发育;通过q PCR检测其在马铃薯甲虫各发育阶段和4龄幼虫不同组织及成虫精巢和卵巢中的表达量;采用喂食幼虫dsRNA的方法,观察该基因在马铃薯甲虫幼虫的生长发育过程中对体色的影响,并测定保幼激素和蜕皮激素对该基因表达的影响。【结果】克隆得到马铃薯甲虫NBAD水解酶基因,命名为Ldtan(Gen Bank登录号:KY221866),其编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目赤拟谷盗Tribolium castaneum和山松大小蠹Dendroctonus ponderosae同源蛋白的氨基酸序列的一致性最高,聚为一支。Ldtan在马铃薯甲虫4龄幼虫腹神经索(99.36±0.95)、后肠(17.79±3.11)和表皮(9.21±0.12)中的相对表达量较高;在幼虫期随幼虫生长发育表达量逐渐升高,在成虫期的表达量最高。通过喂食2龄幼虫Ldtan的dsRNA能有效降低靶标基因的表达量,使幼虫体色变深呈一定的棕褐色,并且具有一定的致死效应。通过RNAi技术干涉保幼激素合成和信号途径相关基因,发现Ldtan表达量降低,而干扰蜕皮激素合成和信号途径相关基因,Ldtan表达量增加。【结论】结果提示Ldtan参与了马铃薯甲虫的黑色素合成,并且蜕皮激素和保幼激素可能影响其表达。