关键词:
二斑叶螨
载脂蛋白D
水平转移
基因复制与扩张
寿命
生殖
摘要:
[目的]载脂蛋白D(apolipoprotein D,ApoD)是一类参与代谢、组织发育、免疫和抗氧化等多项生物功能的胞外蛋白,是抗衰老和延长寿命的重要分子基础。本研究旨在解析ApoD基因在叶螨基因组中的复制与扩张程度及其系统发育,探讨多功能ApoD基因对二斑叶螨Tetranychus urticae的寿命和生殖的影响。[方法]联合使用BLASTP,HMMER,TBLASTN和GEMOMA鉴定番茄刺皮瘿螨Aculops lycopersici、截形叶螨Tetranychus truncatus和二斑叶螨基因组中ApoD家族基因;基于最大似然法构建细菌、真菌、植物、哺乳动物、昆虫、瘿螨和叶螨的ApoD系统发育树;依据二斑叶螨在不同发育阶段(卵、若螨、1日龄雌成螨和5日龄雌成螨)和不同植物(菜豆、拟南芥、番茄、茄子、棉花和黄瓜)上的ApoD家族基因表达谱,挑选出ApoDR2,ApoD9,ApoD17和ApoD24 4个基因,采用浸泡法对新羽化的二斑叶螨雌成螨进行ApoDR2,ApoD9,ApoD17和ApoD24的RNAi,并计算10 d内的存活率和单雌日均产卵量。[结果]二斑叶螨基因组中发现68个ApoD基因,近缘种截形叶螨有33个,番茄刺皮瘿螨仅有1个,叶螨科之外的生物普遍拥有1~10个ApoD基因。系统发育结果表明,叶螨的ApoD家族主要分为三大簇,分别与昆虫、瘿螨和真菌的脂质转运蛋白基因聚类;叶螨中剧烈扩张的ApoD支系与真菌ApoD基因存在多个特有的一致性位点,且亲缘关系最近。大部分ApoD基因在二斑叶螨若螨和成螨期高水平表达,在二斑叶螨取食不同植物时呈现多样的表达调控模式。沉默ApoDR2和ApoD9对二斑叶螨的适合度无显著影响,沉默ApoD17和ApoD24基因显著降低了二斑叶螨存活率和单雌日均产卵量,其中ApoD17对二斑叶螨的存活率和单雌日产卵量影响最大。[结论]推测真菌源水平转移后获得的ApoD基因在叶螨基因组中剧烈扩张,并且对二斑叶螨的寿命和生殖产生了不同程度的影响,但是其在叶螨中的多功能性有待进一步研究。