棉铃虫V-ATPase V1催化结构域基因的克隆与功能分析

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
U1504318
项目类别：
联合基金项目
资助金额：
27.0万
负责人：
赵特
依托单位：
河南农业大学
学科分类：
C1407.植物保护新技术
结题年份：
2018
批准年份：
2015
项目状态：
已结题
起止时间：
2016-01-01 至2018-12-31

项目参与者：
--
关键词：
基因敲除咀嚼式害虫基因沉默转基因植物

项目摘要

V-ATPase is composed of V1 and V0 domains.Domains V1 is composed of 8 subunits (A, B, C, D, E, F, G, H) , which have an important role as the catalytic domain to maintain cell pH on insects. A, B, C and H subunits of Cotton bollworm V-ATPase V1 had been cloned. This project Would clone D, E, F, G subunit of cotton bollworm and the mRNA expression of 8 subunits would been measured by fluorescence quantitative PCR in different tissues and developmental duration of cotton bollworm .Then RNAi system would been.established and to Study on effect of V-ATPase enzyme activity, ATP content, body weight, body length, survival rate and molting by RNAi of different subunits of cotton bollworm V-ATPase V1.To study the eight submits of cotton bollworm V-ATPase V1, is conducive to grasp the structure and function of lepidoptera pests of V-APTase and provide theoretical basis for lepidoptera pests prevention and control of biological technology.

V-ATPase由V1和V0两个结构域构成，V1催化结构域由8个亚基（A，B，C，D，E，F，G，H）构成，V1作为催化结构域对昆虫维持细胞PH值有重要作用。课题申请人已克隆出棉铃虫V-ATPase V1结构域A、B、C和H亚基。本项拟克隆V1结构域D，E，F，G亚基，研究V1结构域8个亚基在棉铃虫虫不同龄期不同组织的表达量，建立RNA干扰体系，研究不同亚基对棉铃虫V-ATPase酶活、ATP含量、体重、体长、存活率和蜕皮的影响，在此基础上分析8个亚基的功能与作用。对棉铃虫V-ATPase V1 结构域进行研究，有利于掌握鳞翅目害虫的V-APTase的结构和功能，为鳞翅目害虫的生物技术防控提供理论依据。

结项摘要

棉铃虫在棉花种植区主要危害棉花，随着棉花种植面积的大量减少和bt棉的应用，棉铃虫现已成为秋粮作物玉米、花生、大豆等主要常年发生的害虫，在生产上造成了较大的经济损失，且棉铃虫已对多种农药表现出抗性，使得对其防控难度日益加大。V-ATPase在昆虫中主要存在于马氏管、中肠、唾液腺等的上皮细胞质膜上，在昆虫的生长发育过程中起着重要作用。通过对V-ATPase V1结构域的亚基功能进行研究，以期筛选出新的农药靶标。主要研究内容为棉铃虫V-ATPase V1结构域8个亚基基因的克隆，棉铃虫V-ATPase V1结构域8个亚基在棉铃虫不同龄期虫态以及不同组织的表达量，建立 CRISPR/Cas9基因敲除体系，研究不同亚基对棉铃虫V-ATPase酶活、ATP含量、体重、体长、存活率和蜕皮的影响，并在此基础上分析8个亚基的功能与作用。本研究成功地克隆了棉铃虫V-ATPase V1结构域8个亚基基因全长，进行了8个亚基在棉铃虫不同龄期虫态以及不同组织的表达量分析，初步分析了棉铃虫V ATPase V1结构域8个亚基的功能。有研究表明，分别敲除A亚基和B亚基后影响棉铃虫取食量，使其不能进行正常的生理生化反应而死亡；C亚基被敲除后，昆虫虽然能够存活但体重减少；D亚基被敲除后，雄虫和雌虫不能正常交配，可能与性信息素信号识别有关；E亚基敲除后棉铃虫不能存活；G亚基敲除后产卵量大大降低，在生殖生理过程中发挥重要作用；H亚基敲除后棉铃虫形成蜕皮障碍，甚至死亡。如果敲除V-ATPase一个亚基就对昆虫有致死作用，那么这个亚基就可以作为新的农药靶标，通过农药分子设计，筛选新的农药分子，从而寻找到杀死棉铃虫新的化合物。夜蛾科的甘蓝夜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾等是一类重要的暴食性害虫，夜蛾科害虫的V-ATPase基因高度保守，研究清楚棉铃虫V-ATPase基因功能对其它类夜蛾科害虫防控也具有重要意义，本研究为夜蛾科害虫V-ATPase结构与功能研究打下了坚实的基础。