摘要
海藻糖是昆虫血淋巴中最重要的糖类物质，作为应激代谢产物和生物大分子的保护剂，在昆虫抵抗温度胁迫时发挥重要作用。此外，海藻糖作为昆虫几丁质合成的底物，直接参与几丁质合成代谢途径，对昆虫的蜕皮和生长发育有重要作用。海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase，TPS)是昆虫体内海藻糖合成途径的关键酶。本研究在大豆蚜和黏虫转录组数据库中各筛选出一条海藻糖合成酶基因，对筛选出的基因进行准确性鉴定、生物学特性和功能研究，探究TPS在昆虫抵抗温度胁迫和调控几丁质合成时发挥的重要作用。主要研究结果如下: (1)在大豆蚜和黏虫转录组数据库中各获得一条新的海藻糖合成酶基因的cDNA序列。分别命名为AgTPS、MsTPS，已登录GenBank登录号分别为MN068811、MN832898。cDNA全长分别为4174bp、4551bp，分别包含一个长度为2559bp和2490bp的开放阅读框，分别编码852、829个氨基酸，均包含TPS和TPP保守结构域。 (2)MsTPS在黏虫不同的发育阶段和不同组织中差异表达。MsTP基因在黏虫各发育阶段均有表达，其中1龄幼虫MsTPS基因的相对表达量最低，蛹期表达量最高;MsTPS基因在前肠、中肠、后肠、脂肪体、唾腺、马氏管和体壁中均有表达。其中MsTPS基因在脂肪体中相对表达量最高，显著高于其余6个组织，是体壁表达量的3.51倍，是后肠表达量的134.87倍。 (3)AgTPS沉默导致大豆蚜死亡率升高、产蚜量减少、寿命缩短。在不同温度下RNA干扰能够显著抑制AgTPS基因的表达，在5、10、25、30、35℃AgTPS基因沉默均导致大豆蚜死亡率显著升高，在30℃AgTPS基因沉默导致大豆蚜产蚜量显著减少，在10、30、35℃AgTPS基因沉默导致大豆蚜寿命显著缩短。 (4)MsTPS基因沉默导致黏虫海藻糖含量和海藻糖合成酶活性显著下降。RNA干扰显著抑制了MsTPS基因的表达;干扰MsTPS基因3、6和12h时，海藻糖合成酶活性显著下降;干扰MsTPS基因3、6和96h时，黏虫体内的海藻糖含量显著下降。 (5)MsTPS基因沉默导致黏虫对食物的利用能力下降。黏虫的体重干重增长量、取食量、相对生长率、相对取食率、食物转化率、食物利用率和近似消化率均显著降低。其中变化最显著的是RNA干扰12h时食物转化率下降了49.9％。 (6)MsTPS基因沉默导致黏虫体壁几丁质含量显著减少、发育异常。MsTPS基因沉默导致MsCHSA基因的相对表达量显著降低，体壁几丁质含量显著减少，黏虫发育到蛹的时间显著延长，6龄幼虫的体重显著减少，黏虫出现了蜕皮异常和化蛹异常的现象，72h的死亡率显著升高。 大豆蚜和黏虫都是重要的农业害虫，严重危害作物的产量和品质。本研究探究了大豆蚜和黏虫海藻糖合成酶的功能，为今后利用RNA干扰技术防治大豆蚜和黏虫提供了理论依据。
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