RNAi技術(shù)在茄二十八星瓢蟲色素沉積研究中的應(yīng)用

昆蟲的體色變化是最獨(dú)特和最易變的特征之一，對昆蟲間通訊，性選擇、信號傳導(dǎo)、模仿、隱蔽等都很重要。它在物種之間、物種群體之間、種群中的個(gè)體之間表現(xiàn)出繁雜的多樣性，一直以來是昆蟲學(xué)家所關(guān)注的重點(diǎn)。茄二十八星瓢蟲是許多亞洲國家中一種重要的茄科害蟲，主要為害茄科（馬鈴薯、茄子、煙草、番茄等）和葫蘆科（葫蘆、甜瓜、黃瓜等）等，它的色素沉積模式，在不同的發(fā)育階段和不同的身體區(qū)域是完全不同的，在幼蟲-蛹-成蟲等階段呈現(xiàn)不同的特征，是一種理想的研究整個(gè)發(fā)育階段角質(zhì)層顏色變化的昆蟲模型（圖?1）。

基于此，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)李國清團(tuán)隊(duì)于2022年4月26日在著名昆蟲學(xué)雜志上線發(fā)表了“Silencing tyrosine hydroxylase or dopadecarboxylase gene disrupts cuticle tanning during larva-pupa-adulttransformation in?Henosepilachna vigintioctopunctata”研究論文。

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在前期已知酪氨酸羥化酶（TH）和多巴脫羧酶（DDC）負(fù)責(zé)昆蟲的角質(zhì)層鞣化途徑及其重要作用的基礎(chǔ)上，作者在?H. vigintioctopunctata中鑒定了HvTH和HvDDC基因，并證明這兩個(gè)基因在蛻皮前或蛻皮后顯著高表達(dá)。在三齡幼蟲中注射dsHvTH或喂食?3-iodo-tyrosine可抑制幼蟲角質(zhì)層的黑化，減少幼蟲攝食，抑制幼蟲生長，進(jìn)而導(dǎo)致幼蟲100%的死亡率。3齡幼蟲階段敲除HvDDC基因?qū)τ紫x頭部的著色幾乎沒有影響，對幼蟲色素沉積有少量影響，dsHvDDC處理后約80%的幼蟲發(fā)育成白化蛹和成蟲。此外，4齡幼蟲階段HvTH或HvDDC基因含量的降低會(huì)導(dǎo)致蛹和成蟲的白化（圖?2）。HvTH或HvDDC亞型成蟲完全或部分不能在幼蟲/蛹轉(zhuǎn)化過程中正常的蛻皮，并且出現(xiàn)翅膀白化或畸形，以及頭部和身體黑化，最終因?yàn)椴荒苋∈扯劳?。這些結(jié)果表明，TH和DDC在茄二十八星瓢蟲幼蟲和成蟲角質(zhì)層的鞣化和發(fā)育中起關(guān)鍵作用。此外，這一發(fā)現(xiàn)表明，多巴和多巴胺來源的色素對于幼蟲和成蟲的攝食行為以及期間的蛻皮過程至關(guān)重要。

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https://doi.org/10.1002/ps.6948