沉默HvFer1影响茄二十八星瓢虫的发育和肠道稳态

　　

摘要： 【目的】本研究旨在探究茄二十八星瓢虫Henosepilachna vigintioctopunctata中的重链铁蛋白(ferritin1HCH, Fer1)基因HvFer1功能，为茄二十八星瓢虫生物防治提供理论基础。【方法】对HvFer1氨基酸序列进行blastp分析后，再与不同物种的Fer1序列进行多重比对；通过RT-qPCR检测HvFer1在茄二十八星瓢虫不同发育阶段(卵、1-4龄幼虫、蛹和雌雄成虫)和4龄幼虫不同组织(头、中肠、脂肪体、表皮和马氏管)中的表达量；通过注射200 ng/头的dsHvFer1沉默茄二十八星瓢虫3龄幼虫HvFer1，观测幼虫表型、存活率和4龄幼虫至蛹的历期以及中肠中双氧化酶(dual oxidase, Duox)基因HvDuox表达量、活性氧(reactive oxygen species，ROS)水平、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量以及细菌多样性。【结果】鞘翅目(Coleoptera)昆虫的Fer1序列聚为一支，HvFer1与异色瓢虫Harmonia axyridis和七星瓢虫Coccinella septempunctata的Fer1亲缘关系最近。HvFer1在茄二十八星瓢虫雄成虫中的表达量最高，在4龄幼虫中的表达量最低；HvFer1在4龄幼虫中肠中的表达量显著高于其他组织中的。与对照组(注射dsGFP)相比，对茄二十八星瓢虫3龄幼虫注射dsHvFer1 (200 ng/头)后4龄幼虫到蛹的历期显著延长，蛹的部分枝刺和斑点无法正常形成；羽化后的成虫鞘翅发育异常，斑点融合或者缺失；3龄幼虫HvFer1的表达量在注射dsHvFer1第2天时与对照组比无显著差异，在注射dsHvFer1第4天时与对照组比显著降低。HvFer1的沉默导致茄二十八星瓢虫幼虫体内发生剧烈的氧化应激，中肠中HvDuox的表达量、ROS水平和MDA含量与对照组比显著上调，改变了中肠细菌的结构组成，降低了肠杆菌属Enterobacter和金黄杆菌属Chryseobacterium的相对丰度，提高了沙雷氏菌属Serratia、假单胞菌属 Pseudomonas和不动杆菌属Acinetobacter等肠道菌的相对丰度。【结论】 HvFer1在调控茄二十八星瓢虫幼虫发育、成虫表型、维持幼虫肠道免疫和微生物稳态过程中起着至关重要的作用，有望成为基于RNAi技术防治茄二十八星瓢虫的候选靶标基因。