粗胫翠尺蛾视蛋白基因的克隆及灯光对其表达量的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0615

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (16): 103-109.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0615

所属专题：生物技术；水产渔业

粗胫翠尺蛾视蛋白基因的克隆及灯光对其表达量的影响

姚琼(), 全林发, 徐淑, 董易之, 李文景, 池艳艳, 陈炳旭()

广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点试验室,广州 510640

收稿日期:2021-06-17 出版日期:2022-06-05 发布日期:2022-06-09
通讯作者: 陈炳旭
作者简介:姚琼,女,1984年出生,湖南益阳人,副研究员,博士,研究方向：农业昆虫与害虫防治。通信地址：510640 广州市天河区金颖路7号,Tel：020-87590733,E-mail： joanyao_0603@163.com。
基金资助:
广东省自然科学基金“基于解毒酶和保护酶的荔枝蒂蛀虫应对甲维盐胁迫的适应机制研究”(2020A151501960);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系专项“虫害防控岗位专家项目”(CARS-32);广东省荔枝产业攻关示范项目“克服早迟熟荔枝优质品种大小年关键技术研发和示范”(403-2018-XMZC-0002-90);广东省农业科学院农业优势产业学科团队建设项目“作物抗虫性遗传改良”(202117TD)

Identification and Characterization of Opsin Genes from Thalassodes immissaria and Gene Expression After White LED Treatment

YAO Qiong(), QUAN Linfa, XU Shu, DONG Yizhi, LI Wenjing, CHI Yanyan, CHEN Bingxu()

Plant Protection Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/ Guangdong Provincial Key Laboratory of New High Technology for Plant Protection, Guangzhou 510640

Received:2021-06-17 Online:2022-06-05 Published:2022-06-09
Contact: CHEN Bingxu

摘要/Abstract

摘要：

灯光防控技术在国内荔枝和龙眼主要产区被推广应用,为了探究该项技术对于荔枝龙眼梢期头号害虫——尺蛾的视觉刺激响应的影响,笔者以粗胫翠尺蛾为研究材料,利用转录组测序结果和RACE技术获得2个视蛋白基因,并通过RT-qPCR技术分析2个视蛋白基因的发育模式以及在光照处理后的表达变化。结果表明,扩增得到TiLW和TiUV视蛋白基因分别编码374个和378个氨基酸,其序列二级结构主要由α-螺旋和随机卷曲组成,均包含不同数量的视蛋白家族所特有的多个保守氨基酸位点。在粗胫翠尺蛾整个发育周期的不同发育阶段中,均可检测到2个视蛋白基因,但两者在不同发育阶段的表达水平有差异。在光照处理后,成虫头部TiLW和TiUV的表达量均受到不同程度的影响。与对照组相比,光照处理后24 h,TiLW在雌、雄虫头部分别上升12.96倍和降低8.61倍,而TiUV在雌雄虫头部分别上升1.75倍和降低3.10倍。TiLW和TiUV参与粗胫翠尺蛾在光照刺激下的应激过程,光刺激可引起粗胫翠尺蛾2个视蛋白基因表达变化。

关键词: 粗胫翠尺蛾, 视蛋白, 光刺激, 灯光干扰技术, 序列分析, 基因表达

Abstract:

Currently, lighting control technology is promoted in litchi and longan cultivation areas in China. To explore the impacts of the lighting control technology on litchi leaf looper, 2 opsin genes were cloned using RACE technology based on the transcriptome sequencing results from Thalassodes immissaria, and then expression changes of the 2 opsin genes were detected after light treatment to T. immissaria by RT-qPCR. The results showed that the open reading frames of TiLW and TiUV encoded 374 and 378 amino acids, respectively. Results of secondary structure analysis of the 2 opsin genes showed that both of them were mainly composed of α-helix and random coil and contained typical conserved domains of opsin family. The 2 opsin genes could be detected at different developmental stages of the whole development cycle, but their expression levels were different at different developmental stages. After light treatment, the expression levels of TiLW and TiUV in the head of adults were affected by different degrees. Compared with the control group, after the light treatment of 24 h, TiLW was increased by 12.96 times and decreased by 8.61 times in female and male heads, respectively, while TiUV was increased by 1.75 times and decreased by 3.10 times, respectively. The results of this study show that TiLW and TiUV are involved in the stress process of light stimulation, and light stimulation could cause changes in the expression of the two opsin genes.

Key words: Thalassodes immissaria, opsin, light stimulation, light interference technology, sequence analysis, gene expression

中图分类号:

S881.2

姚琼, 全林发, 徐淑, 董易之, 李文景, 池艳艳, 陈炳旭. 粗胫翠尺蛾视蛋白基因的克隆及灯光对其表达量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(16): 103-109.

YAO Qiong, QUAN Linfa, XU Shu, DONG Yizhi, LI Wenjing, CHI Yanyan, CHEN Bingxu. Identification and Characterization of Opsin Genes from Thalassodes immissaria and Gene Expression After White LED Treatment[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(16): 103-109.

图/表 6

项目	引物名称	序列
全长扩增	TiLW-F	ACGTGGCTTCTCTGCGATCAGC
	TiLW-R	GCTGGAGACATAGCGCACAT
	TiUV-F	AGGACAGAAGACACTTATCAGC
	TiUV-R	TGGCCATACTTGCCACATCCTG
荧光定量PCR	TiLW	TCTGGCAATGGAATGGTCATCTAT
	TiLW	GCACATCATTAGGAAATCGGAGAAA
	TiUV	GAGGTTATTCTCATGTGGCTGGAA
	TiUV	CACAGGCAATGTTGGTGAATGTTA
	Tiâ-actin	AATCCCTACTTCGTGAGCGTGAA
	Tiâ-actin	GCCAAACTCTTTAGCAATGTCAGGA

表1. 试验所用的引物

基因	CDS长度/ bp	开放阅读框长度/ bp	分子量/ kDa	等电点	亲水系数	跨膜螺旋数	α-螺旋比例/ %	β-转角比例/ %	随机卷曲比例/ %	延伸链比例/ %
TiLW	1504	1137	41.04	7.01	0.415	7	45.01	2.70	33.15	19.14
TiUV	1726	1125	41.52	5.69	-3.20	7	2.93	7.47	60.80	28.80

表2. 粗胫翠尺蛾2个视蛋白基因及其编码氨基酸的序列特征

图1. 粗胫翠尺蛾TiLW和TiUV视蛋白氨基酸序列底纹代表N-糖基化位点,波浪线代表酪蛋白激酶II磷酸化位点,下划虚线代表N-豆蔻酰化位点,单下划线代表蛋白激酶C磷酸化位点,加粗代表G蛋白耦合受体家庭标签,双下划线代表视网膜结合位点

图2. 粗胫翠尺蛾与其他昆虫的视蛋白系统进化树分析

图3. TiLW和TiUV视蛋白基因在粗胫翠尺蛾雌雄成虫期的表达量 L1~L5指1~5龄幼虫,PD1指1日龄蛹,PD2指2日龄蛹,AD1F指1日龄雌成虫,AD1M指1日龄雄成虫,AD2F指2日龄雌成虫,AD2M指2日龄雄成虫,AD3F指3日龄雌成虫,AD3M指3日龄雄成虫

图4. 光照处理24 h与48 h对TiLW和TiUV视蛋白基因表达量的影响

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