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神经肽F(neuropeptide F,NPF)是昆虫体内非常重要的一种神经肽,通过与其特异性配体神经肽F受体(neuropeptide F receptor, NPFR)结合,完成对昆虫的昆虫的进食、酒精敏感性、攻击行为、繁殖、时控行为和学习能力等诸多生理行为的调节作用。小菜蛾Plutella xylostella是世界性的十字花科害虫,研究NPF/NPFR信号对小菜蛾的生理功能调节机制具有重大的实际意义。本文克隆得到了小菜蛾的NPFR基因,并对其功能进行了初步研究。本研究主要内容包括: ⑴克隆得到小菜蛾PxNPFR基因的全长序列。我们以小菜蛾基因组数据为基础筛选得到了小菜蛾NPFR的EST(express sequence tag)序列,通过cDNA末端快速扩增技术RACE(rapid-amplification of cDNA ends)获得了PxNPFR的cDNA全长序列,PxNPFR总长度为1981bp,开放式阅读框(open reading frame,ORF)长1320bp,共编码439个氨基酸,预测蛋白分子量为50.28kDa。序列分析结果表明,PxNPFR属于GPCR家族,具有典型的七次跨膜结构域,蛋白序列中不包含信号肽序列,说明PxNPFR不是一种分泌蛋白。多序列对比结果表明,PxNPFR编码的氨基酸序列与按蚊和果蝇有较高的相似性,特别是在跨膜区。 ⑵明确了PxNPFR在小菜蛾不同发育时期和不同组织的转录规律。PxNPFR在小菜蛾幼虫和成虫的表达量有显著差异。在幼虫期,随着龄期的增长PxNPFR的表达量逐渐上升,在2龄末期达到最高峰后,会一直维持到4龄;羽化后,PxNPFR的表达量显著上升,并且在雌雄成虫间也有显著的性别分化,雌性成虫PxNPFR的表达量是雄虫的2.5倍以上。在对PxNPFR在各组织分布进行分析后,发现相较于其他组织,PxNPFR在精巢和中肠中的表达量较高。 ⑶探讨了PxNPFR的功能。小菜蛾三龄幼虫被菜蛾盘绒茧蜂Cotesiavestalis寄生后三天,体内的PxNPFR表达量突然上调,这一表达高峰会持续三天;而对照组未被寄生的小菜蛾幼虫PxNPFR在同一时间却会逐渐下调。此时在未寄生的对照组,小菜蛾精巢发育迅速,体积增长十分明显,而被寄生的小菜蛾精巢发育受到抑制,体积增长较少。同时,未被寄生的小菜蛾在三天后逐渐减少进食,开始进入徘徊期(wandering stage),寻找结茧位置;而被寄生的小菜蛾在寄生后三天后,仍然会保持进食,虫体持续增大,直到第6天才开始进入徘徊期。结合PxNPFR的表达规律,我们认为寄生因子通过上调了PxNPFR的表达,从而抑制了小菜蛾幼虫精巢的发育并延长了小菜蛾的取食阶段。之后,我们通过RNAi的手段,对PxNPFR基因进行特异性沉默,在小菜蛾三龄中期幼虫体内注射约0.2ug的dsPxNPFR,以注射0.2ug的dsGFP作为对照,发现处理组小菜蛾幼虫取食量下降,表现为每天的体重增幅缓于对照组,从而延长了小菜蛾的发育历期,相对于对照组延后12~24h结茧。