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朱砂叶螨β-COP和Sro基因鉴定及其沉默致死效果
  • ISSN号:0578-1752
  • 期刊名称:《中国农业科学》
  • 分类:S433.7[农业科学—农业昆虫与害虫防治;农业科学—植物保护]
  • 作者机构:[1]西南大学植物保护学院/农药毒理与科学应用实验室,重庆400716, [2]西南大学农业科学研究院,重庆400716, [3]西南大学园艺园林学院,重庆400716
  • 相关基金:国家自然科学基金(31672085); 中央高校团队项目(XDJK2016A005)
中文摘要:

【目的】明确朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)β-COP和Sro两条基因分子生物学信息,并基于优化的RNAi体系评价它们的致死效应,为筛选适用于RNAi防控的靶基因打下基础。【方法】首先克隆目的基因的全长,并通过序列的同源比对、保守区域及蛋白结构预测以及系统进化树的构建明确其分子生物学信息;其次通过减少ds RNA降解因素、并适时补充ds RNA等方法改进朱砂叶螨的RNAi体系,从而延长干扰时间。利用定量PCR技术检测特定时间点的沉默效率,评价优化RNAi体系后的沉默效果;最后在沉默目的基因β-COP和Sro后,检测朱砂叶螨在各特定时间点的死亡率,评价目的基因在RNAi下的致死效果,并观察相应的致死表型。【结果】β-COP开放阅读框长度为2 688 bp,编码895 aa,属于"WD40 superfamily"及"Coatomer_WDAD superfamily",包含了"WD 40"和"Coatomar_WDAD"的保守区域。Sro的开放阅读框长度为1 119 bp,编码372 aa,具有典型的短链脱氢酶所特有的两个特征,即与NADP+biding结合位点基序"TGxxx Gx"和"Yxxx K"及其上游的天冬氨酸(Asn)、丝氨酸(Ser)活性位点。优化后的RNAi体系可在96 h内能稳定保持50%左右的沉默效率,使用该方法干扰朱砂叶螨β-COP和Sro两条致死基因48 h后试验组与对照组的死亡率均有显著性差异,用β-COP的ds RNA片段干扰雌成螨108 h后,死亡率达57.4%;用Sro的ds RNA片段干扰若螨96 h后,死亡率达28.8%。死亡个体均具有明显的表型,β-COP试验组死亡表型为4对足蜷缩在体侧;Sro试验组则在静伏期死亡或在蜕皮过程中无法蜕皮而死亡。【结论】优化的朱砂叶螨RNAi技术有稳定持续的沉默效果。β-COP和Sro与RNAi技术相结合,验证了这两条目的基因的沉默可对朱砂叶螨产生一定的致死效应,表明此类基因与技术加成的模式极具开发和利用的潜力,为今后基因功能验证和筛选以及开发以RNAi技术?

英文摘要:

【Objective】 The objective of this study is to clarify the molecular information of Sro and β-COP genes of Tetranychus cinnabarinus, using the optimized RNAi system to study the lethal effects of these two genes on the T. cinnabarinus, and to provide a basic information to identify target genes, which are useful in the application of RNAi control. 【Method】 Firstly, full sequences of the two genes were identified and the bioinformatics were analyzed by homologous alignment of the sequence, prediction of the conserved region, protein structure and construction of the phylogenetic tree. Secondly, the RNAi system was improved by reducing the factors that will degrade the ds RNA, timely replenishment of ds RNA and other methods, and the gene silencing effect of the new RNAi system was evaluated by quantitative PCR technique. Finally, based on the optimized RNAi system, the expressions of β-COP and Sro genes were silenced to evaluate the lethal effects, and the lethal phenotypes were observed. 【Result】The length of open reading frame of β-COP is 2 688 bp, encoding a 895 aa protein, which belonging to "WD40 superfamily" and "Coatomer_WDAD superfamily", containing the conserved regions of "WD 40" and "Coatomar_WDAD". The length of open reading frame of Sro is 1 119 bp, encoding a 372 aa protein. It has two characteristics of typical short chain dehydrogenase: one is binding sequence of NADP+biding binding sequence "TGxxx Gx", the other is "Yxxx K" Motif and its upstream aspartic acid(Asn), serine(Ser) active sites. The optimized RNAi could maintain the silencing efficiency of about 50% after 96 h. Based on this system, the expressions of β-COP and Sro were silenced and the death rate showed significant differences between experimental group and control group after 48 h. β-COP ds RNA caused 57.4% mortality rates at 108 h post-treatment, and Sro ds RNA caused 28.8% death rates at 96 h post-treatment. In addition, the phenotype of dead individuals in the β-COP group showe

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期刊信息
  • 《中国农业科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院 中国农学会
  • 主编:万建民
  • 地址:北京中关村南大街12号中国农业科学院图书馆楼4101-4103室
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgnykx@caas.cn
  • 电话:010-82109808 82106279
  • 国际标准刊号:ISSN:0578-1752
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1328/S
  • 邮发代号:2-138
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:85620