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三种新型化合物对草地贪夜蛾海藻糖与几丁质代谢及生长发育的影响 被引量：3
1
作者 王思彤 陈艳 +9 位作者 罗雨嘉 杨缘缘 蒋志洋 蒋鑫怡 钟樊 陈好 徐红星 吴俨 段红霞 唐斌 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1568-1578,共11页
【目的】几丁质是昆虫外骨骼和围食膜的主要成分,其合成始于海藻糖酶(trehalase,TRE),终于几丁质合成酶(chitin synthase,CHS),蜕皮与外表皮重塑过程则需要依靠几丁质酶(chitinase,CHT)完成。本研究通过注射3种新型化合物,检测草地贪夜... 【目的】几丁质是昆虫外骨骼和围食膜的主要成分,其合成始于海藻糖酶(trehalase,TRE),终于几丁质合成酶(chitin synthase,CHS),蜕皮与外表皮重塑过程则需要依靠几丁质酶(chitinase,CHT)完成。本研究通过注射3种新型化合物,检测草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)体内海藻糖酶和几丁质酶活性、相关基因表达量并观察其生长发育,验证新型化合物对海藻糖酶及几丁质酶的抑制效果,对效果显著的化合物进行筛选,探究其调控草地贪夜蛾生长发育的机理。【方法】利用显微注射法向草地贪夜蛾3龄幼虫分别注射丁烯内酯类化合物ZK-I-21、ZK-I-23和胡椒碱类似物ZK-PI-4。注射后48 h检测其海藻糖酶活性、几丁质酶活性及相关糖含量的变化情况,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)在分子水平上测定4个关键基因(SfTRE1、SfTRE2、SfCHS2、SfCHT)的相对表达量;观察注射后草地贪夜蛾幼虫至成虫期间的表型变化,记录发育过程中的死亡率及畸形情况。【结果】与对照组相比,注射ZK-I-21和ZK-PI-4后草地贪夜蛾膜结合型海藻糖酶活性分别为极显著下降(P<0.01)和显著下降(P<0.05)。qRT-PCR检测结果显示,注射ZK-I-21后SfTRE1表达量极显著上升,SfCHT表达量极显著下降;注射ZK-I-23后SfTRE1表达量极显著下降,SfCHT表达量极显著上升;注射ZK-PI-4后SfCHT表达量极显著下降。发育历期观察结果显示,ZK-I-21使草地贪夜蛾6龄幼虫发育历期极显著延长,同时蛹重变轻、蛹长变短;ZK-I-23使5龄和6龄幼虫长度显著缩短;ZK-PI-4使成虫羽化率显著降低。3种抑制剂均可紊乱草地贪夜蛾的海藻糖代谢进而紊乱几丁质代谢,造成草地贪夜蛾蜕皮困难甚至死亡。【结论】ZK-I-21与ZK-PI-4是膜结合型海藻糖酶抑制化合物,ZK-I-23可抑制可溶性海藻糖酶基因的表达,3种化合物均通过影响海藻糖代谢过程进而导致几丁质代谢的紊乱,导致昆虫蜕皮困难、畸形、生� 展开更多
关键词 草地贪夜蛾 海藻糖酶 几丁质酶 实时荧光定量PCR 抑制剂
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褐飞虱GSK-3调控糖原与海藻糖代谢的潜在功能 被引量：2
2
作者 丁艳娟 刘永康 +4 位作者 罗雨嘉 邓颖梅 徐红星 唐斌 徐彩娣 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1237-1246,共10页
【目的】昆虫胰岛素信号途径能够介导糖原合成酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,简称GSK-3或GSK3)调控体内糖原及海藻糖等糖代谢过程,从而控制昆虫的各项生命活动。论文旨在探究糖原合成酶激酶在褐飞虱(Nilaparvata lugens)体内对糖... 【目的】昆虫胰岛素信号途径能够介导糖原合成酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,简称GSK-3或GSK3)调控体内糖原及海藻糖等糖代谢过程,从而控制昆虫的各项生命活动。论文旨在探究糖原合成酶激酶在褐飞虱(Nilaparvata lugens)体内对糖原与海藻糖代谢的调控作用。【方法】首先,基于GSK-3的cDNA编码序列,利用ExPASy工具翻译GSK-3氨基酸序列,预测蛋白分子量大小及等电点(pI);然后利用SignaIP4.1Server对其信号肽进行分析。其次,以笔者实验室饲养的褐飞虱为研究对象,从4龄开始,每12 h取材,取至成虫48 h。利用Trizol法提取褐飞虱总RNA,根据反转录试剂盒合成第一链DNA,以18S作为内参基因,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测褐飞虱GSK-3在不同龄期mRNA水平上的相对表达量。然后利用RNAi技术,向褐飞虱体内显微注射双链RNA(dsRNA)抑制GSK-3,以注射ds GFP的褐飞虱作为对照组。注射后48 h利用qRT-PCR技术检测GSK-3的表达情况,确定抑制效果。另外,取注射后48 h虫体,分别测定褐飞虱体内海藻糖、葡萄糖、糖原含量及海藻糖酶(trehalase,TRE)活性变化。最后采用qRT-PCR检测胰岛素信号通路胰岛素受体基因(insulin receptor,InR)、类胰岛素多肽基因(insulin-like peptides,Ilps)及海藻糖代谢途径TRE、海藻糖合成酶基因(trehalose-6-phophate synthase,TPS)、糖原磷酸化酶基因(glycogen phosphorylase,GP)、糖原合成酶基因(glycogen synthase,GS)中相关基因的表达,分析GSK-3在胰岛素信号通路及海藻糖代谢途径中的调控作用。【结果】褐飞虱GSK-3开放阅读框为1 914 bp,编码637个氨基酸;预测蛋白分子量为69.25 kD,等电点为9.15,为偏碱性蛋白,无信号肽结构,序列高度保守。发育表达模式结果显示GSK-3在不同发育阶段表达不一致,5龄若虫蜕皮前后低表达。GSK-3的dsRNA注射后48 h,与对照组ds GFP相比,GSK-3表达极显著下降,表明RNA干扰效果明显。糖原含量和两类 展开更多
关键词 褐飞虱 RNA干扰 糖原合成酶激酶3 糖原与海藻糖代谢 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)
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沉默类胰岛素多肽(Ilp)基因对褐飞虱翅和卵巢发育及海藻糖代谢的影响 被引量：1
3
作者 於卫东 刘永康 +5 位作者 罗雨嘉 黄镇 周泰 叶林 唐斌 王世贵 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期428-438,共11页
【目的】类胰岛素多肽(insulin-like peptide,Ilp)位于胰岛素信号通路最上游,其在糖类物质调控中发挥关键作用。本研究则旨在探究Ilp在褐飞虱Nilaparvata lugens海藻糖代谢平衡的调控作用。【方法】以褐飞虱5龄若虫为实验材料,采用RNAi... 【目的】类胰岛素多肽(insulin-like peptide,Ilp)位于胰岛素信号通路最上游,其在糖类物质调控中发挥关键作用。本研究则旨在探究Ilp在褐飞虱Nilaparvata lugens海藻糖代谢平衡的调控作用。【方法】以褐飞虱5龄若虫为实验材料,采用RNAi技术干扰Ilps的表达,观察RNAi后褐飞虱的表型以及雌成虫的卵巢发育。RNAi 48 h与72 h后,采用生化方法测定褐飞虱5龄若虫体内海藻糖、糖原和葡萄糖含量以及海藻糖酶活性变化;采用qPCR检测海藻糖酶基因(TRE1-1,TRE1-2和TRE2)和海藻糖合成酶基因(TPS1和TPS2)的表达量变化。【结果】dsRNA可有效抑制Ilps的表达,导致褐飞虱出现异常翅型,且注射ds Ilp 3以及ds Ilp1+ds Ilp2+ds Ilp3+ds Ilp4发现褐飞虱2日龄雌成虫卵巢发育不完全。分别注射ds Ilp1-4和ds Ilp1+ds Ilp2+ds Ilp3+ds Ilp4后48 h均能显著提高葡萄糖含量;分别注射ds Ilp2,ds Ilp3及ds Ilp4后48 h显著提高了糖原含量;分别注射ds Ilp 3和ds Ilp 4后48 h能够显著提高海藻糖含量,而分别抑制Ilp2和Ilp472 h后海藻糖含量显著下降,但注射ds Ilp1+ds Ilp2+ds Ilp3+ds Ilp4后48和72 h海藻糖含量都显著上升。注射ds Ilp1+ds Ilp2+ds Ilp3+ds Ilp4后72 h可溶性海藻糖酶活性均显著上升,膜结合型海藻糖酶活性则在分别注射ds Ilp 3,ds Ilp 4和ds Ilp1+ds Ilp2+ds Ilp3+ds Ilp4后72 h显著下降;分别注射ds Ilp1,ds Ilp2和ds Ilp4后TRE1-1,TRE1-2,TRE2,TPS1和TPS2的表达量显著下降。【结论】沉默Ilp基因对褐飞虱的发育以及繁殖有一定的阻碍作用,且能够提高褐飞虱体内葡萄糖与糖原的含量,下调海藻糖酶与海藻糖合成酶基因表达量,提高可溶性海藻糖酶的活性,进而调控海藻糖的代谢。 展开更多
关键词 褐飞虱 类胰岛素多肽 胰岛素信号通路 海藻糖代谢 RNA干扰
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褐飞虱两个糖转运蛋白的功能分析及调控海藻糖代谢的影响
4
作者 罗雨嘉 邱玲玉 +5 位作者 刘永康 庞晓青 姚琼 王世贵 唐斌 徐彩娣 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期935-945,共11页
海藻糖转运蛋白(Trehalose transporter,Tret)可将昆虫“血糖”——海藻糖由脂肪体转运到血淋巴中,是维持昆虫体内海藻糖平衡的重要转运蛋白。本研究通过对褐飞虱Nilaparvata lugens两条糖转运蛋白序列(NlTret1、NlTret1 X1)进行生物信... 海藻糖转运蛋白(Trehalose transporter,Tret)可将昆虫“血糖”——海藻糖由脂肪体转运到血淋巴中,是维持昆虫体内海藻糖平衡的重要转运蛋白。本研究通过对褐飞虱Nilaparvata lugens两条糖转运蛋白序列(NlTret1、NlTret1 X1)进行生物信息学分析,并利用RNAi技术沉默NlTret1与NlTret1 X1基因,探讨其对褐飞虱调控海藻糖代谢的生物学功能。生物信息学分析表明,NlTret1与NlTret1 X1分别有1353 bp和1488 bp的开放阅读框,编码具有450和495个氨基酸残基,蛋白分子量大小为49.984 kDa和53.059 kDa,理论等电点pI为6.53和7.46;保守结构域分析NlTret1和NlTret1 X1分别包含10个和12个跨膜结构域,属于MFS超家族;二级结构以及三级结构预测NlTret1和NlTret1 X1主要包含无规卷曲和α螺旋结构。进化树分析显示NlTret1和NlTret1 X1皆与同为半翅目昆虫的Tret1蛋白亲缘关系接近。与注射dsGFP相比RNAi后显著抑制了靶标基因的表达量。荧光定量检测海藻糖代谢通路TRE和TPS基因,结果显示注射dsNlTret148 h后NlTRE1-1、NlTPS2基因表达量极显著下调,NlTRE1-2、NlTRE2与NlTPS1、NlTPS3基因表达量极显著上调;而注射dsNlTret1 X1则为NlTRE1-1、NlTRE2与NlTPS1、NlTPS2基因表达量极显著降低,NlTRE1-2和NlTPS3基因表达量极显著增高。注射dsNlTret1与dsNlTret1 X1后海藻糖酶活性均显著性降低,同时NlTret1的沉默显著抑制了糖原含量和海藻糖含量,NlTret1 X1的沉默仅使葡萄糖含量显著增高。褐飞虱两条糖转运蛋白序列经初步分析确定为海藻糖转运蛋白,这两个海藻糖转运蛋白在转运糖类物质中发挥着不同的作用,其中NlTret1 X1可能参与葡萄糖运输功能,而NlTret1则更可能参与海藻糖特异性转运。研究结果有利于探究海藻糖转运蛋白Tret调控海藻糖代谢的作用机制,为将来通过其调控昆虫海藻糖代谢平衡治理褐飞虱等害虫提供理论依据。 展开更多
关键词 褐飞虱 海藻糖代谢 海藻糖转运蛋白 RNA干扰
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胰岛素受体基因InR调控褐飞虱海藻糖代谢研究
5
作者 王莎莎 陈坚毅 +5 位作者 杨慧利 刘永康 罗雨嘉 邓颖梅 王世贵 唐斌 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期119-128,共10页
在昆虫中已发现成熟的典型胰岛素信号通路,但是其调控海藻糖代谢途径的机制还未清晰。为探讨胰岛素受体基因在褐飞虱海藻糖代谢平衡及其发育的调控作用,本文采用RNAi技术抑制胰岛素受体(InR)基因的表达,测定处理后海藻糖、糖原和葡萄糖... 在昆虫中已发现成熟的典型胰岛素信号通路,但是其调控海藻糖代谢途径的机制还未清晰。为探讨胰岛素受体基因在褐飞虱海藻糖代谢平衡及其发育的调控作用,本文采用RNAi技术抑制胰岛素受体(InR)基因的表达,测定处理后海藻糖、糖原和葡萄糖含量及海藻糖酶活变化,并检测InR、类胰岛素多肽(Ilp)、海藻糖代谢途径中关键基因的表达。研究结果表明dsRNA注射后能够显著抑制Ilp和InR基因的表达;InR1低表达后72 h能够显著抑制3种糖类物质的含量;InR表达抑制后72 h可溶性海藻糖酶活性上升,而膜结合型海藻糖酶活性下降;当InR表达受抑制后3个海藻糖酶和2个海藻糖合成酶基因的表达都显著下降。这些结果说明InR能够影响海藻糖等糖类物质的平衡。从而为将来通过调控昆虫血糖平衡来控制害虫提供理论依据。 展开更多
关键词 褐飞虱 海藻糖代谢 胰岛素受体 RNA干扰
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