





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (4): 793-806.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.04.007
江峰1(
), 吴春燕1, 王亦好1, 杨泽众2, 龚成1(
), 罗晨1
收稿日期:2025-11-15
出版日期:2026-02-10
发布日期:2026-02-10
通信作者:
联系方式:
江峰,E-mail:jiangfeng23333@163.com。
基金资助:
JIANG Feng1(
), WU ChunYan1, WANG YiHao1, YANG ZeZhong2, GONG Cheng1(
), LUO Chen1
Received:2025-11-15
Published:2026-02-10
Online:2026-02-10
摘要:
【目的】烟粉虱(Bemisia tabaci)的宿主适应性与其脂类物质代谢(特别是脂肪酸代谢)的可塑性密切相关。脂肪酸延长酶(fatty acid elongase,ELO)为脂肪酸代谢网络的核心调控因子,系统解析其基因家族,揭示烟粉虱营养适应与繁殖发育的代谢调控机制,为害虫绿色防控机制提供新型靶标基因资源。【方法】基于烟粉虱MED基因组和其他昆虫的ELO基因序列,通过多重序列比对,鉴定烟粉虱ELO,采用RT-PCR扩增并克隆获得22条BtELO基因序列。利用生物信息学工具系统分析其基因结构、蛋白理化性质,利用最大似然法构建BtELO与其他半翅目昆虫ELO的系统进化树。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测BtELO在烟粉虱不同发育阶段(卵、1—4龄若虫、成虫)及成虫不同组织(头、胸、腹)中的时空表达谱。【结果】成功鉴定并克隆得到22条BtELO基因CDS序列,长度为714—1 296 bp,分布在烟粉虱MED基因组10条SCAFFOLD上,按照线性排列顺序依次命名为BtELO1—22,编码237—431个氨基酸,蛋白整体呈现出疏水性,含有6—7个跨膜结构域,亚细胞定位分析预测均在内质网中;氨基酸序列比对和系统进化分析显示,BtELO蛋白具有典型的ELO保守结构域和组氨酸簇(HXXHH),BtELO基因家族内部成员相似度最高达到76%,BtELO可分为7大进化分支,并呈现出较好的系统发育聚类特征,进化关系保守,部分BtELO形成相对独立分支,存在基因复制事件;时空表达谱分析显示,BtELO在烟粉虱的不同发育阶段和组织中的表达具有明显时空特异性,表明BtELO在烟粉虱中可能发挥着多种功能。【结论】烟粉虱22条BtELO含有典型的延长酶结构域及HXXHH保守基序,其在烟粉虱不同发育阶段和组织中均有表达,部分基因在卵期和成虫腹部高表达,推测其在生殖过程中发挥作用,而在若虫期高表达的基因可能与生长发育及蜕皮相关。
江峰, 吴春燕, 王亦好, 杨泽众, 龚成, 罗晨. 烟粉虱MED脂肪酸延长酶基因家族鉴定和表达分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 793-806.
JIANG Feng, WU ChunYan, WANG YiHao, YANG ZeZhong, GONG Cheng, LUO Chen. Identification and Expression Analysis of the Fatty Acid Elongase Gene Family in Bemisia tabaci MED[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(4): 793-806.
表1
引物序列"
| 基因 Gene | 登录号 Accession number | 引物序列Primer sequence (5′-3′) | |
|---|---|---|---|
| 开放阅读框扩增Amplification of ORF | 实时荧光定量PCR qRT-PCR | ||
| BtELO1 | PX527230 | ATGGCAACCGAAGTAGTTTTAG | CTGGGACTGCTTATCTTCAACTGT |
| GGATCATTTCATTTTATTTTCGTCA | CAGGAAAAAGAATGACGAACAATC | ||
| BtELO2 | PX527231 | AATGCTGCTGGTGGTAGTGAA | GTGTGGTGATATACATGGAGAA |
| TCGAGTAGGCTTCAAGGTAACAT | AACGCCGGAGAACATTAC | ||
| BtELO3 | PX527232 | CACCTTGGATCTTGGATAGTTT | GGGCCATGGAATGAGTTTAG |
| GTACGAGAAGGTAACCTGTGCT | TCCAATTCGACCTCTTGTATTC | ||
| BtELO4 | PX527233 | TATTGATTTTGGATCGCCGA | GTAGGCCCACGTTGATAAG |
| GAGCGTTGCTTGTCCGTAAA | GTGTTCTTCGTACTCCGTAAA | ||
| BtELO5 | PX527234 | CGAATCGTTGGTGAACTGAC | ATACTCTTCGCCGACTTCT |
| AGAGCGGAGGTCAACGACTA | CGAACAGTCTAGGATAGCTTTG | ||
| BtELO6 | PX527235 | TCCGTATAACCACATCTCAGGAC | CATGAATCAAGGCGTTCAATAC |
| AAACAAGATTACAACTGGAATTCA | CCTCCACGTTTATCACCATT | ||
| BtELO7 | PX527236 | TCCCCGGATTTTTATTAATTTGT | TGGAACTACCTCATGTTGAAAG |
| CAGTTGAATGAATTGACAGCGAT | ACCATCTGAGTGTGATGATAGA | ||
| BtELO8 | PX527237 | TCCAGCTCCGCATGATTG | GAGCCGATGTGAAATGCTGATC |
| ATGTGTGGATCGCCAATAGATAG | GCTCCCACCTTTTTACTTTTGCTA | ||
| BtELO9 | PX527238 | ATGACGCAGATTCAAAGGGG | ACATGACTCAACTCCAAATAGGTCA |
| TTTCAACGGAGATCATGTGGTT | AAAACGAAGATGTTCACTGCGAT | ||
| BtELO10 | PX527239 | ATGGCGCAGATTCAAAGACAA | TTGTTCATATCTGGATGTACGGGTA |
| CGAAATTGCATTGCGATCC | CTGATTTGGAGTTGAGTGATGTGTT | ||
| BtELO11 | PX527240 | CCTTCCGACTCCAATATACCTT | GAGTTCTTCGACACCTTCTTC |
| GCAAGTTCCTCGCAATCAT | CATGATACCGTGGTGGATAAC | ||
| BtELO12 | PX527241 | AGGGAAGCCTATTTGACGTTAA | TCTTTCAGAATGGTTGGCTCG |
| GCTCTTCTCCCGTCCAGATT | TGTTTCTCCCAAGAGGCGTG | ||
| BtELO13 | PX527242 | TAAAATAGTGTCTTGCTTATCGTCT | AGCGACCATGTAGTAGAAGTA |
| TTCACCCAGCTCAGATAACTATG | GTGTCTGGATGGGAATGAAA | ||
| BtELO14 | PX527243 | TTTATTTGTCGGTCCTACTCATT | CTGAAGAGCCAGAAGAAGAAG |
| CTGTACAGAGGAATCACGACTT | CTCCTGTCAACTGCTTATCTAC | ||
| BtELO15 | PX527244 | GTTTACGCTGGTGAAGTGGACT | GCTGTGGATAGGTACCATTATT |
| ACTAAGAAAGGGCTCTGTGACG | TTGCCAAAGTGGGAATAGG | ||
| BtELO16 | PX527245 | CTGGAATGATTCGCTGGC | GGACGACCAAGTTCCATTTA |
| TTTTCAACGGGCATCTTCA | TGCGAGCTCTGCTATCT | ||
| BtELO17 | PX527246 | CCTCTCGTACCCACACTTACC | CTCTCACCAACTACTCCTACA |
| AAGAGAGTTCAACGCAGTCAAT | CATGTAGAGTCCGCAATAGTAAA | ||
| BtELO18 | PX527247 | ATGTTCAAACGGGTTCTCTGC | ATCATAGTCTGCGTGCTGTTCTTC |
| CTTTTACAAACAATAGCCAGTCCA | CTTTGTCTTCTTATCGCTGGTGAG | ||
| BtELO19 | PX527248 | ATTCGGGCTCACTTGTGTG | AAGAACGTGTCGCAGAAC |
| AAGTATCATCACGAGGAAAAATC | GCCGGTGACTTTCGTAAATA | ||
| BtELO20 | PX527249 | CCAAGTGATTCTCTAACCTATTGATT | GTCCGAGAAGAGGAAGTAGA |
| GTCATACGCCCTTTTTGCC | ATCCACGCTTTCCAACTAC | ||
| BtELO21 | PX527250 | ATCCGACTTCGTGCAGGGAT | GGGAGAGACCATTTGCATAG |
| TATTCCTTTCTTTTCAGGGCTC | GCTCATGCAACCACAAATG | ||
| BtELO22 | PX527251 | GGCTCGTCATACAGACCCAA | CTTCACGTCTATCACCACAC |
| TTGGAATTTGCGGAGACACT | CTGAATTGATCACGCCGATA | ||
| EF1α | EE600682 | — | TAGCCTTGTGCCAATTTCCG |
| — | CCTTCAGCATTACCGTCC | ||
表2
烟粉虱ELO蛋白理化性质分析"
| 蛋白 Protein | 氨基酸数量 Amino acids size (aa) | 分子量 Mw (kDa) | 等电点 pI | 不稳定系数 Instability index (II) | 脂肪系数 Aliphatic index | 亲水性平均系数 Grand of hydropathicity |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BtELO1 | 272 | 31.93 | 9.16 | 43.10 | 100.33 | 0.424 |
| BtELO2 | 338 | 39.34 | 9.40 | 39.16 | 92.19 | -0.086 |
| BtELO3 | 270 | 31.90 | 9.37 | 30.44 | 100.33 | 0.239 |
| BtELO4 | 289 | 33.66 | 9.44 | 31.90 | 108.24 | 0.348 |
| BtELO5 | 268 | 31.59 | 9.57 | 35.59 | 104.70 | 0.390 |
| BtELO6 | 290 | 33.74 | 9.66 | 35.21 | 104.79 | 0.379 |
| BtELO7 | 276 | 32.54 | 9.58 | 25.79 | 105.18 | 0.362 |
| BtELO8 | 277 | 32.62 | 9.59 | 32.23 | 106.53 | 0.348 |
| BtELO9 | 280 | 33.26 | 9.70 | 31.28 | 111.00 | 0.394 |
| BtELO10 | 277 | 33.09 | 9.56 | 38.26 | 106.97 | 0.306 |
| BtELO11 | 313 | 36.29 | 9.53 | 33.65 | 84.76 | 0.157 |
| BtELO12 | 277 | 32.62 | 9.66 | 32.16 | 104.08 | 0.353 |
| BtELO13 | 343 | 39.98 | 9.48 | 44.96 | 69.62 | -0.049 |
| BtELO14 | 333 | 38.48 | 9.55 | 34.40 | 79.64 | -0.075 |
| BtELO15 | 431 | 50.02 | 9.02 | 24.04 | 78.47 | -0.309 |
| BtELO16 | 269 | 31.04 | 9.31 | 41.58 | 112.71 | 0.380 |
| BtELO17 | 292 | 34.44 | 9.41 | 48.91 | 82.81 | 0.121 |
| BtELO18 | 289 | 33.63 | 9.37 | 24.19 | 91.45 | 0.242 |
| BtELO19 | 301 | 35.38 | 8.92 | 42.34 | 95.55 | 0.123 |
| BtELO20 | 322 | 37.72 | 9.44 | 29.24 | 78.11 | -0.065 |
| BtELO21 | 319 | 37.35 | 9.57 | 35.48 | 83.98 | 0.096 |
| BtELO22 | 237 | 27.90 | 9.52 | 26.00 | 106.88 | 0.387 |
图4
烟粉虱、褐飞虱与黑腹果蝇ELO蛋白的多序列比对 NlELO10:褐飞虱N. lugens (AWJ25044.1);bond:黑腹果蝇D. melanogaster (NP_651062.3)。黑色区域Black area:相似度100% 100% similarity;粉红色区域Pink area:相似度大于75% Similarity greater than 75%;浅蓝色区域Light blue area:相似度大于50% Similarity greater than 50%;红色虚线Red dashed line:ELO结构域ELO domain;蓝色横线Blue horizontal line:组氨酸簇(HXXHH)Histidine cluster (HXXHH)"
图5
BtELO与其他半翅目昆虫ELO的系统进化树 ELO蛋白来源物种及GenBank登录号Origin species and their GenBank accession numbers褐飞虱N. lugens:NlELO1-NlELO20 (AWJ25035.1, AWJ25036.1, WJ25037.1, AWJ25038.1, AWJ25039.1, AWJ25040.1, AWJ25041.1, AWJ25042.1, AWJ25043.1, AWJ25044.1, AWJ25045.1, AWJ25046.1, AWJ25047.1, AWJ25048.1, AWJ25049.1, AWJ25050.1, AWJ25051.1, AWJ25052.1, AWJ25053.1, AWJ25054.1);豌豆蚜A. pisum:ApELO1-ApELO17 (NP_001156725.1, NP_001280394.1, NP_001280432.1, XP_001942907.1, XP_001950768.5, XP_001952817.1, XP_001952818.2, XP_003240836.1, XP_003245187.1, XP_003247564.1, XP_008182500.2, XP_008184040.1, XP_008185301.1, XP_016659383.1, XP_029341901.1, XP_029342443.1, XP_029342445.1);桃蚜M. persicae:MpELO1-MpELO17 (XP_022169899.1, XP_022169905.1, XP_022172237.1, XP_022172238.1, XP_022173786.1, XP_022174580.1, XP_022174581.1, XP_022177768.1, XP_022177770.1, XP_022177781.1, XP_022177785.1, XP_022177786.1, XP_022178544.1, XP_022178610.1, XP_022178694.1, XP_022181274.1, XP_022183411.1);茶翅蝽H. halys:HhELO1-HhELO8 (XP_014274939.1, XP_014276092.1, XP_014276467.1, XP_024215601.2, XP_024217007.2, XP_066901701.1, XP_066902872.1, XP_066905193.1)"
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