麦红吸浆虫滞育不同阶段幼虫ATP含量、ATP酶活力和SmATP5A基因表达分析

摘要

为探明麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）含量、ATP酶活力及其α亚基（ATPase α-subunit,ATP5A）基因SmATP5A的表达变化与其滞育的关系，采用ATP荧光检测试剂盒和酶连续反应比色法分别测定麦红吸浆虫滞育进程不同阶段幼虫的ATP含量和ATP水解酶/合成酶活力，通过逆转录PCR(reversetranscriptionPCR,RT-PCR)技术克隆SmATP5A基因cDNA序列并进行生物信息分析，采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)和Western-blot技术检测SmATP5A基因mRNA和蛋白在该虫滞育进程中的表达变化模式。结果表明：麦红吸浆虫进入滞育后幼虫的ATP含量、ATP水解酶和合成酶活力显著下降，并在整个滞育期维持较低水平，但进入滞育后静息期有所升高，发育恢复后再次升高，其中发育后期显著高于滞育和静息期。克隆获得了开放阅读框长度为1 659 bp的SmATP5A基因（GenBank登录号为PQ412453），该基因编码552个氨基酸，编码蛋白的分子量为59.6 kD；氨基酸序列分析发现SmATP5A具有ATP酶催化核心典型的核苷酸结合结构域及Walker A和Walker B基序，与同为瘿蚊科的甘蓝瘿蚊Contarinia nasturtii ATP5A的序列一致性最高、亲缘关系最近。qPCR和Western-blot分析结果表明，麦红吸浆虫滞育不同阶段幼虫SmATP5A基因的mRNA和蛋白的表达水平存在明显差异，其中在滞育前和滞育后发育阶段最高，其次为滞育后静息期，在滞育期最低，即与ATP含量和ATP酶活力变化模式基本一致。说明麦红吸浆虫ATP含量、ATP酶活力及SmATP5A基因表达的降低与其滞育启动和滞育期较低的代谢水平紧密相关，而其升高与滞育终止和恢复发育需要较多的能量供给密切相关。

关键词

麦红吸浆虫 / 滞育 / ATP含量 / ATP酶活力 / 基因表达

基金资助

国家自然科学基金（31371933）; 陕西省重点研发计划（2020NY-059）; 山东省自然科学基金（ZR2023QC051）