宋长贵* 徐志峰 申光茂 何林**
西南大学植物保护学院 重庆400716
棉花是最重要的天然纤维作物,我国是世界上最大的原棉生产和消费国。棉花生产和纺织加工在我国的国民经济中占有举足轻重的地位。朱砂叶螨(Tetranychus cinabarinus)作为一种世界性的害螨,在我国分布广泛,主要危害棉花、蔬菜等多种经济作物。长期大量的使用化学农药使得朱砂叶螨产生了很强的抗药性。如何科学有效的对棉花上的朱砂叶螨进行防治,是我国棉花种植中急待解决的问题。
本研究将室内长期用豇豆苗饲养朱砂叶螨(V)转移到室内种植的棉苗上取食(4小时(G4)、8小时(G8)和50天(GL)),然后将V、G4、 G8和 GL四个样品的朱砂叶螨提取总RNA进行数字基因表达谱测序。测序结果显示相对于V,取食棉花不同时间段后的朱砂叶螨表现出了明显的基因表达差异。通过比较数字基因表达谱,发现相对于V而言,G4中有183个差异表达显著的基因,其中上调132个,下调51个;G8中有174个差异表达显著的基因,其中上调97个,下调77个;GL中有433个差异表达显著的基因,其中上调383个,下调50个(|log2Ratio|≥1 , FDR<0.01)。在G4、G8和GL中共同上调的基因有81个,共同下调的基因有25个。运用qPCR对朱砂叶螨转移至棉苗不同时间点后差异表达的基因进行了表达趋势验证,结果发现qPCR的结果与表达谱的结果一致,一致率高达95.83%。将获得的差异表达基因同二斑叶螨基因组、Nr、GO、KEGG等数据库进行比对、注释,发现与解毒相关的酶11条,其中P450基因6条,羧酸酯酶(CCE)5条;与消化相关的丝氨酸蛋白酶7条,豆荚蛋白4条,组织蛋白酶4条;除了与消化和解毒相关基因以外还发现了分泌蛋白21条,载脂蛋白12条以及蚕丝蛋白10条等差异表达的基因。最终根据基因的功能、表达差异倍数、表达量等参数指标筛选出了4条关键基因(2条细胞色素P450、1条羧酸酯酶和1条丝氨酸蛋白酶基因)。这4条基因主要与朱砂叶螨对有毒物质的代谢解毒和对食物消化相关,表达量在朱砂叶螨体内较高且稳定,更重要的是这些基因相对V,表达都显著上调。本研究初步筛选出了朱砂叶螨适应取食棉花的4条基因,为后续开展转基因抗螨棉的培育创制研究奠定了基础。
关键词 朱砂叶螨,棉花,表达谱