RNAi技术在茄二十八星瓢虫色素沉积研究中的应用

昆虫的体色变化是最独特和最易变的特征之一，对昆虫间通讯，性选择、信号传导、模仿、隐蔽等都很重要。它在物种之间、物种群体之间、种群中的个体之间表现出繁杂的多样性，一直以来是昆虫学家所关注的重点。茄二十八星瓢虫是许多亚洲国家中一种重要的茄科害虫，主要为害茄科（马铃薯、茄子、烟草、番茄等）和葫芦科（葫芦、甜瓜、黄瓜等）等，它的色素沉积模式，在不同的发育阶段和不同的身体区域是完全不同的，在幼虫-蛹-成虫等阶段呈现不同的特征，是一种理想的研究整个发育阶段角质层颜色变化的昆虫模型（图 1）。

基于此，南京农业大学李国清团队于2022年4月26日在著名昆虫学杂志上线发表了“Silencing tyrosine hydroxylase or dopadecarboxylase gene disrupts cuticle tanning during larva-pupa-adulttransformation in Henosepilachna vigintioctopunctata”研究论文。

在前期已知酪氨酸羟化酶（TH）和多巴脱羧酶（DDC）负责昆虫的角质层鞣化途径及其重要作用的基础上，作者在 H. vigintioctopunctata中鉴定了HvTH和HvDDC基因，并证明这两个基因在蜕皮前或蜕皮后显著高表达。在三龄幼虫中注射dsHvTH或喂食 3-iodo-tyrosine可抑制幼虫角质层的黑化，减少幼虫摄食，抑制幼虫生长，进而导致幼虫100%的死亡率。3龄幼虫阶段敲除HvDDC基因对幼虫头部的着色几乎没有影响，对幼虫色素沉积有少量影响，dsHvDDC处理后约80%的幼虫发育成白化蛹和成虫。此外，4龄幼虫阶段HvTH或HvDDC基因含量的降低会导致蛹和成虫的白化（图 2）。HvTH或HvDDC亚型成虫完全或部分不能在幼虫/蛹转化过程中正常的蜕皮，并且出现翅膀白化或畸形，以及头部和身体黑化，最终因为不能取食而死亡。这些结果表明，TH和DDC在茄二十八星瓢虫幼虫和成虫角质层的鞣化和发育中起关键作用。此外，这一发现表明，多巴和多巴胺来源的色素对于幼虫和成虫的摄食行为以及期间的蜕皮过程至关重要。

 原文链接：

https://doi.org/10.1002/ps.6948