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RNA干涉(即RNAi)是通过导入一段与内源靶基因同源的双链RNA(dsRNA)序列,使内源靶基因中同源mRNA降解,从而达到阻抑基因表达目的的方法。斜纹夜蛾属鳞翅目昆虫,是一种世界性分布的害虫。目前已知Slun17基因是斜纹夜蛾中肠专一表达基因,该基因表达的蛋白是一种分泌蛋白,分泌部位是肠围食膜和肠壁细胞之间的游离端,但其具体功能暂不清楚。为了探究其功能,本研究基于piggyBac转座系统,构建了含有斜纹夜蛾Slun17基因序列反向重复结构的转基因干涉载体pBac[Slun17IRSV40-A3EGFP]。通过显微注射把干涉载体导入斜纹夜蛾早期胚胎,筛选获得具有荧光标记的转基因个体。检测转基因个体表达水平。通过形态发育和HE染色切片观察分析Slun17基因沉默后对中肠吸收营养和抗病毒的影响,从而推测Slun17基因在中肠表达所起的可能作用。所得结果如下:
(1)基于piggyBac转座系统构建RNAi转基因干涉载体。从家蚕Actin基因内含子克隆一段长度为294bp的序列用于构建反向重复结构的spacer,扩增Slun17基因ORF的一段长567bp的片段。在piggyBac转座子上选择合适的酶切位点,把spacer连接到中间载体18-T simple上,采用正反向片段分别连接的策略,逐步连接上干涉基因的正反片段。然后把在中间载体上所连接的片段整体构建至pBac[A3-EGFPafin]载体上,形成了可以在斜纹夜蛾细胞中产生茎环状双链RNA(hpRNA)的pBac[Slun17IRSV40-A3EGFP]载体。
(2)用实验室早期建立的斜纹夜蛾转基因体系,将干涉载体pBac[Slun17IRSV40-A3EGFP]注入斜纹夜蛾受精卵中。24h后20.4%(858/4197)的注射卵表达出绿色荧光蛋白(EGFP);96h后孵化出的幼虫中有0.4%(17/4197)。结果表明:利用显微注射斜纹夜蛾受精卵的方法能够获得转基因个体,但必需在大规模注射的前提下才能实现,这项技术仍有待继续优化和完善。
(3)提取转基因个体的基因组DNA,PCR扩增得到EGFP基因和spacer序列,表明外源基因已经整合到斜纹夜蛾基因组上。
(4)利用RT-PCR和定量PCR检测手段,对转基因个体进行转录水平的表达检测,发现其Slun17基因的mRNA表达量显著降低,说明在转基因个体中实现了对Slun17基因的特异干涉。
(5)对转基因干涉个体进行发育观察,发现转基因干涉个体生长发育与野生型相比并无显著差异。给转基因干涉个体喂食斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpltNPV)后进行HE染色切片,观察切片发现转基因干涉个体的Slun17基因表达下调后,其中肠对病毒的耐受性明显减弱。
综合以上结果推测,Slun17基因对斜纹夜蛾幼虫的生长发育并没有直接调控作用,其表达的蛋白进入中肠细胞壁游离端可能起到增厚肠壁的作用,从而阻碍病毒入侵中肠并对营养吸收造成一定影响。