烟草甲谷胱甘肽S-转移酶基因LsGSTe1的表达及其与甲酸乙酯耐受性的关系

摘要

[目的]探究烟草甲Lasioderma serricorne谷胱甘肽5-转移酶(glutathione S-transferase,GST)基因LsGSTe1的分子特性和生物学功能.[方法]在烟草甲转录组数据的基础上,利用RT-PCR技术扩增LsGSTe1基因,并进行生物信息学分析;采用qPCR技术检测LsGSTe1在烟草甲不同发育阶段(低龄幼虫、高龄幼虫、蛹、低龄成虫、高龄成虫)及高龄幼虫不同组织(表皮、中肠、脂肪体、马氏管)中的表达水平,以及在甲酸乙酯熏蒸胁迫后的5龄幼虫中的表达变化.进一步采用RNAi技术沉默烟草甲5龄幼虫LsGSTe1基因,通过生物测定分析烟草甲对熏蒸剂甲酸乙酯的敏感性变化.[结果]获得LsGSTe1基因的全长cDNA序列(GenBank登录号:MN480468),开放阅读框长684 bp,编码227个氨基酸,N端和C端均存在催化保守位点.系统发育分析表明该基因属于GSTs的Epsilon家族.qPCR结果表明,LsGSTe1在烟草甲不同发育阶段均有表达,且在高龄幼虫期的表达量较高;表达部位主要在幼虫脂肪体,其次为中肠和表皮,而在马氏管中的表达量最低.LC30(10μL/L)和LC50(20 μL/L)浓度的甲酸乙酯对烟草甲5龄幼虫熏蒸胁迫后,LsGSTe1的表达水平显著升高,分别是对照组的2.96和5.80倍.RNAi结果发现,RNAi 48 h和72 h后,LsGSTe1的表达量分别下降了79.9％和83.0％,沉默效率显著;RNAi 72 h后,dsLsGSTe1注射组与对照(dsGFP组)相比,LC50浓度的甲酸乙酯处理5龄幼虫的死亡率明显提高了32.4％.[结论]推测LsGSTe1基因可能参与了烟草甲对甲酸乙酯的代谢与解毒过程.