昆虫学报 ›› 2023, Vol. 66 ›› Issue (4): 469-477.doi: 10.16380/j.kcxb.2023.04.004
郭意龙1,#, 赵萧1,#, 张天泽1, 宋宇轩1, 赵浩东1, 范小雪1, 任中民1, 张婕1, 赵红霞2, 徐细建3, 陈大福1,4,*, 郭睿1,4,*
GUO Yi-Long1,#, ZHAO Xiao1,#, ZHANG Tian-Ze1, SONG Yu-Xuan1, ZHAO Hao-Dong1, FAN Xiao-Xue1, REN Zhong-Min1, ZHANG Jie1, ZHAO Hong-Xia2, XU Xi-Jian3, CHEN Da-Fu1,4,*, GUO Rui1,4,*
摘要: 【目的】本研究旨在明确西方蜜蜂Apis mellifera几丁质合成酶(chitin synthase, CHS)基因的分子特性,并揭示CHS在西方蜜蜂工蜂幼虫响应蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis胁迫的免疫应答中的功能。【方法】利用相关生物信息学软件预测和分析西方蜜蜂CHS蛋白的分子特性、保守基序和结构域。使用MEGA X软件对西方蜜蜂和其他昆虫CHSs的氨基酸序列进行系统进化分析。采用体外转录法合成CHS和egfp的dsRNA,饲喂蜜蜂球囊菌胁迫的西方蜜蜂工蜂3日龄幼虫以进行RNAi,并利用RT-qPCR检测西方蜜蜂工蜂5日龄幼虫肠道中CHS及宿主响应蜜蜂球囊菌侵染的免疫相关基因abaecin, apidaecin, birc5, defensin-1和PGRP-S2的表达量。【结果】西方蜜蜂CHS蛋白含有1 572个氨基酸,属于20种氨基酸,其中正电荷氨基酸与负电荷氨基酸分别为177和169个,分子量约为178.77 kD,等电点为6.65;含纤维素合酶CESA3催化结构域。在西方蜜蜂和东方蜜蜂A. cerana等共13种昆虫的CHSs中均鉴定到3个Motif (Motif 1, Motif 2和Motif 3)和2个结构域(Chitin_synth_2和Glyco_trans_2_3)。系统进化树表明,膜翅目的西方蜜蜂与东方蜜蜂的CHSs的氨基酸序列一致性最高,聚为一支且自举值为100。相较于dsegfp饲喂对照组,dsCHS饲喂组5日龄幼虫肠道中CHS的表达量显著下调,干扰效率为29.40%,abaecin, birc5和
defensin-1的表达量均极显著上调,PGRP-S2的表达量显著上调,apidaecin的表达量极显著下调。【结论】西方蜜蜂CHS可能是胞内亲水性跨膜蛋白,西方蜜蜂与其他昆虫CHSs的氨基酸序列具有较高的保守性,其中与东方蜜蜂的CHS的氨基酸序列之间保守性最高,CHS影响西方蜜蜂工蜂幼虫响应蜜蜂球囊菌胁迫的免疫应答。