桔小实蝇flightin基因的分子和功能特征

发布于:2020-09-15 15:07:18 作者:林科院

   桔小实蝇(Bactrocera dorsalis Hendel.)是全球最具危害性的检疫性果蔬害虫,善飞行,被称为“水果杀手”,其极强的迁飞能力,是造成其分布地和发生区不断扩张,以及根除后又再次发生的重要原因,桔小实蝇超强的飞行能力使得对其防治变得困难。但迄今对其飞行行为发生的分子机制仍缺乏了解。昆虫的飞行活动受到一系列与肌肉组成相关的飞行肌蛋白质的调控。Flightin是飞行肌中的一种蛋白质,对飞行能力至关重要,也有研究表明其存在于飞行肌以外的其它组织中,可能具有多种功能。然而,到目前为止,flightin的功能和分子表征主要是在果蝇的飞行肌研究中获得。我院森林病虫害绿色防控学科团队在国家自然科学基金(31660208)的支持下,克隆了桔小实蝇(Bd-flightin)基因,并检测了其在桔小实蝇中的表达和功能。基于flightin同源基因的系统发育分析表明,flightin的分化与昆虫的系统分类是一致的,Motif分析表明flightin同源基因有明显的变化,这可能发生在形态和功能的分化过程中。Bd-Flightin表达量在卵期和幼虫期相当低,在蛹期大量增加,然后在成虫期开始时达到高峰。Bd-flightin在成虫阶段也表现出组织和虫龄特异性表达模式。其在翅、头、卵巢和精巢的相对表达水平较低,足、腹壁相对较高,胸部非常高。通过RNA干扰(RNA interference,RNAi )研究Bd-flightin的基因表达及功能,对晚期蛹和刚羽化成虫分别注射1μg flightin dsRNA,雌、雄成虫的flightin表达和飞行能力均显著降低;此外,沉默flightin的表达也降低了胸部和整虫的重量比。这些结果表明,flightin在桔小实蝇飞行肌发育和飞行功能中起着重要作用,可用于控制桔小实蝇的飞行行为。本研究有助于阐释桔小实蝇飞行调节的分子机理,并为基于飞行行为和RNAi的桔小实蝇防治新途径的探索提供研究思路和靶标基因。研究成果发表在《Journal of Applied Entomology》杂志(2020年影响因子/JCR分区:2.211/Q2),论文题目为“Molecular and functional characterization of the flightin gene in the Oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis”,云南省林业和草原科学院袁瑞玲助理研究员为第一作者,陈鹏研究员为通讯作者。


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Flightin同源基因Motif分析    


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 桔小实蝇flightin基因RNAi效果




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