中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (4): 711-720.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.04.007
赵艺妍1,2(), 郭红芳1,2, 刘卫敏1, 赵小明1, 张建珍1(
)
收稿日期:
2023-10-20
接受日期:
2023-11-28
出版日期:
2024-02-16
发布日期:
2024-02-20
通信作者:
联系方式:
赵艺妍,E-mail:490051225@qq.com。
基金资助:
ZHAO YiYan1,2(), GUO HongFang1,2, LIU WeiMin1, ZHAO XiaoMing1, ZHANG JianZhen1(
)
Received:
2023-10-20
Accepted:
2023-11-28
Published:
2024-02-16
Online:
2024-02-20
摘要:
【背景】脂质是生物体重要营养素之一,对于昆虫滞育、飞行、胚胎发育和能量调节至关重要。载脂蛋白(apolipophorin,apoLp)是昆虫脂蛋白颗粒的蛋白质部分,主要负责组织之间脂质转运。【目的】以世界性农业害虫飞蝗(Locusta migratoria)为研究对象,通过RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术对其载脂蛋白生物学功能进行分析,探究载脂蛋白在飞蝗卵巢脂质运输中的作用,为害虫防治提供新的分子靶标。【方法】利用RNAi技术,分别对羽化后第1天(1 PAE,post adult eclosion)的成虫2个载脂蛋白基因(LmapoLp-II/I和LmapoLp-III)进行dsRNA注射,以dsGFP为对照,每头注射15 μg dsRNA;分别解剖羽化后第4、6、8天的卵巢进行观察;取羽化后第8天的卵巢,以EF1α作为内参基因,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测沉默效率;利用脂质组学技术测定并分析对照和沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢脂代谢物差异,采用OPLS-DA模型的差异倍数(FC)、P值和VIP值相结合的方法筛选差异脂质;制备冰冻切片,利用Bodipy染色技术对沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢中性脂质的含量和分布进行观察;利用甘油三酯(triglyceride,TG)测定试剂盒,对沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢总甘油三酯含量进行测定。【结果】与对照组相比,分别注射dsLmapoLp-II/I和dsLmapoLp-III后,卵巢中靶基因的表达量均可被显著抑制,沉默效率分别为80.84%和92.89%;注射dsLmapoLp-II/I的飞蝗卵巢发育迟缓,而注射dsLmapoLp-III的飞蝗卵巢与对照组相同,均能够正常发育逐渐变大,颜色由白色逐渐变黄。沉默LmapoLp-II/I后,脂质组学分析共检测到1 166种上调代谢物和1 384种下调代谢物,其中20种甘油三酯显著下调;此外,总甘油三酯测定及Bodipy染色结果显示,卵巢总甘油三酯含量和中性脂质含量均较对照组显著降低。【结论】飞蝗LmapoLp-II/I是影响卵巢发育的主要载脂蛋白基因,其参与卵巢脂质的积累和运输。研究结果可为基于脂质运输基因为靶标的害虫防治提供理论依据。
赵艺妍, 郭红芳, 刘卫敏, 赵小明, 张建珍. 飞蝗载脂蛋白对卵巢发育和脂质沉积的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 711-720.
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表1
本研究所用引物"
用途 Application | 引物名称 Primer name | 引物序列 Primer sequence (5′-3′) | 产物长度 Product size (bp) |
---|---|---|---|
dsRNA合成 dsRNA synthesis | dsLmapoLp-II/I-F | taatacgactcactatagggCTCCAAGCAGAAGGTCGTG | 460 |
dsLmapoLp-II/I-R | taatacgactcactatagggCAGGCTGAGATGAGAATGT | ||
dsLmapoLp-III-F | taatacgactcactatagggGCTGAATCACACCATCGTCA | 420 | |
dsLmapoLp-III-R | taatacgactcactatagggTGGATGGAGTTCTGCAGGTT | ||
dsGFP-F | taatacgactcactatagggGTGGAGAGGGTGAAGG | 571 | |
dsGFP-R | taatacgactcactatagggGGGCAGATTGTGTGGAC | ||
RT-qPCR分析 RT-qPCR analysis | LmapoLp-II/I-F | AGCGATTTCATCCGGTGGC | 103 |
LmapoLp-II/I-R | GGTGTATGTCTGTCCCTTTT | ||
LmapoLp-III-F | ACGCTGCTCGCAGTCCTC | 83 | |
LmapoLp-III-R | ACCGCCTCCGCGATGTT | ||
EF1α-F | AGCCCAGGAGATGGGTAAAG | 155 | |
EF1α-R | CTCTGTGGCCTGGAGCATC |
图1
沉默LmapoLp对飞蝗卵巢发育的影响 A:RT-qPCR检测LmapoLp-II/I和LmapoLp-III的沉默效率Silencing efficiency of LmapoLp-II/I and LmapoLp-III was detected by RT-qPCR;B:分别注射dsGFP和dsLmapoLp后卵巢的形态学观察,标尺为5 mm Morphology of the ovaries in adult female after injection of dsGFP or dsLmapoLps. Scale bars=5 mm;C:注射dsGFP和dsLmapoLp后4-8 PAE卵巢正面观面积统计The area of ovaries from L. migratoria injected with dsGFP or dsLmapoLps at 4-8 PAE;数值用平均值±标准差表示,*表示dsGFP对照组和dsLmapoLp注射组之间差异显著(P<0.05,Student’s t-test,n=5,每组3头)The data are shown as means±SD, * indicates significant difference between dsGFP- and dsLmapoLps-injection groups (P<0.05, Student’s t-test, n=5, three locusts per group)"
图4
沉默LmapoLp-II/I对卵巢中性脂质含量的影响 A:注射dsGFP和dsLmapoLp-II/I后,取成虫第8天的卵巢制备冰冻切片(20 μm),Bodipy505/515用于标记中性脂质(绿色),DAPI用于标记细胞核(蓝色),标尺为20 μm The cryosections (20 μm) of ovary were prepared 8 days PAE after dsGFP or dsLmapoLp-II/I injected into L. migratoria, and neutral lipids were detected with Bodipy505/515 (green). Nuclei were stained with DAPI (blue). Scale bar=20 μm;B:沉默LmapoLp-II/I后卵巢总甘油三酯含量分析。数值用平均值±标准差表示,*表示dsGFP对照组和dsLmapoLp-II/I注射组之间差异显著(P<0.05,Student’s t-test,n=8,每组3头)Total triglyceride contents in the ovary after RNAi of LmapoLp-II/I. The data are shown as means±SD. * indicates significant difference between dsGFP- and dsLmapoLp-II/I-injection groups (P<0.05, Student’s t-test, n=8, three locusts per group)"
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