[目的]荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是我国农业生产中的重大害虫之一,其唾液中存在许多功能各异的效应蛋白,在取食过程中参与蚜虫-植物互作.本研究旨在探索荻草谷网蚜唾液蛋白SmHMp1在该蚜虫取食和繁殖过程中的功能,探索其作为沉默靶标用于防治荻草谷网蚜的可行性.[方法]基于荻草谷网蚜唾液腺转录组数据,克隆荻草谷网蚜SmHMp1的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;以RT-qPCR技术测定荻草谷网蚜不同发育阶段(1-4龄若虫以及无翅成蚜)、无翅成蚜不同组织(唾液腺、头、胸、腹、胚胎以及整虫)、不同翅型成蚜(有翅成蚜和无翅成蚜)以及取食不同饲料(人工饲料和小麦苗)的无翅成蚜中SmHMp1基因表达量;以农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的烟草瞬时表达确定SmHMp1蛋白的亚细胞定位;构建大麦条纹花叶病毒(barley stripe mosaic virus,BSMV)重组病毒载体,利用寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing,HIGS)沉默荻草谷网蚜SmHMp1基因后,通过解剖、生命表和刺探电位(electrical penetration graph,EPG)技术分析SmHMp1基因沉默对荻草谷网蚜生长发育、繁殖和取食的影响.[结果]克隆获得荻草谷网蚜SmHMp1(GenBank登录号:OP021692)cDNA全长序列,其开放阅读框长426 bp,编码141个氨基酸残基;预测其蛋白质分子质量为16.2 kD,理论等电点8.74,N端具有长度为19个氨基酸残基的信号肽.系统发育分析显示,SmHMp1与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum未注释蛋白 LOC100165393 precursor(GenBank 登录号:NP_001155659.1)亲缘关系最近.RT-qPCR结果表明,荻草谷网蚜SmHMp1在各发育阶段均有表达,在1龄若虫期表达量最高,随发育时间总体呈先下降后升高趋势;SmHMp1在无翅成蚜唾液腺中表达量显著高于在其他组织中的;不同翅型成蚜中,SmHMp1表达量无显著性差异;取食不同饲料(人工饲料和小麦苗)的荻草谷网蚜无翅成蚜中SmHMp1表达量无显著性差异.亚细胞定位结果显示,SmHMp1蛋白定位于烟草细胞膜与细胞核.在接种BSMV-SmHMp1重组病毒小麦上取食的荻草谷网蚜无翅成蚜中SmHMp1表达量极显著下降至对照组(接种BSMV-GFP)的43.64％;沉默SmHMp1荻草谷网蚜无翅成蚜8日产蚜量和胚胎数显著下降,分别为对照组的54.17％和46.25％;韧皮部取食时间显著缩短至对照组的64.95％.[结论]唾液蛋白SmHMp1在荻草谷网蚜取食和繁殖过程中可能发挥重要作用,具有作为HIGS靶标防治荻草谷网蚜的应用潜力.本研究有利于深入理解分子水平上的蚜虫-寄主互作和发展针对荻草谷网蚜的绿色防控手段.
维普
万方数据
