烟粉虱味觉受体基因BtabGR1和BtabGR2的克隆与表达模式分析

[目的]烟粉虱(Bemisia tabaci)为世界性分布的重要农林入侵害虫,寄主植物种类众多,但对不同寄主植物存在嗜性差异,而味觉受体(gustatory receptor,GR)基因在其取食选择等行为中发挥重要作用.本研究通过克隆烟粉虱味觉受体GR1和GR2基因,明确其在烟粉虱不同发育期和成虫不同组织中的表达特性,为基因功能的深入研究提供依据.[方法]从烟粉虱MED隐种成虫头部转录组中筛选获得味觉受体基因序列,利用巢式PCR技术克隆获得两个味觉受体基因的完整开放阅读框(open reading frame,ORF)序列,两个基因分别命名为BtabGR1和BtabGR2,运用生物信息学软件对其编码氨基酸序列特征、结构域等信息进行预测,基于邻接法构建BtabGR1、BtabGR2与其他半翅目昆虫味觉受体基因的系统进化树,并利用实时荧光定量PCR方法分析两个基因在烟粉虱不同发育期(卵、1-4龄若虫和雌、雄成虫)和雌、雄成虫不同组织(头、胸、腹、足)中的表达情况.[结果]克隆获得BtabGR1和BtabGR2基因序列(GenBank登录号:OL845904和OL845905),完整开放阅读框为1 287和1 344 bp,分别编码428和447个氨基酸,预测蛋白分子量为48.54和51.50 kD,理论等电点为8.85和8.74,具有4个和6个跨膜结构域.氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示,BtabGR1和BtabGR2与其他半翅目昆虫GR28b和GR43a-like基因亲缘关系较近.发育期表达谱分析表明,BtabGR1和BtabGR2在烟粉虱的不同发育历期均有表达,其中BtabGR1在成虫中表达量高于其他发育期,而BtabGR2在卵中的表达量最高;组织表达谱结果表明,BtabGR1和BtabGR2在烟粉虱雌、雄成虫不同组织中均有表达,且均在成虫头部高表达.[结论]BtabGR1和 BtabGR2具有昆虫味觉受体基因的典型特征,二者均在烟粉虱成虫头部高表达,推测两基因在烟粉虱寄主植物适应过程中发挥重要作用,可作为烟粉虱新型防控措施的潜在靶标.