棉铃虫性信息素腺体ACCase基因的克隆及功能分析

Pheromone biosynthesis activating neuropeptide (PBAN) regulates sex pheromone synthesis and release in Helicoverpa armigera. The molecular mechanism of sex pheromone synthesis regulated by PBAN still keep elusive until now and need to further study. Our previous study found that PBAN regulates the sex pheromone synthesis by mediating acetyl-coA carboxylase (ACCase) activity in the fatty acid synthesis pathway. However the molecular mechanism of PBAN- regulated ACCase activity still need to further investigate. In present study the molecular characteristics and corresponding roles of ACCase in sex pheromone synthesis are investigated by RACE, Real-time PCR, Western blot, RNAi, GC/MS, inhibitor analysis methods and so on using H.armigera as a model. These results will further reveal the molecular mechanism of PBAN-regulated ACCase, provide a foundation for elucidating sex pheromone synthesis of H.armigera and seek new target for pest control.

棉铃虫性信息素的合成是由性信息素合成激活肽（Pheromone Biosynthesis Activating Neuropeptide，PBAN）调控的。目前对棉铃虫性信息素合成分子机制的研究还鲜有报道，仍需进一步的探索。本课题组前期研究发现PBAN主要通过调控脂肪酸合成途径中乙酰辅酶A羧化酶（Acetyl-coA carboxylase，ACCase）的活性来调控性信息素的合成，但是具体作用的分子机制尚需深入的研究。本研究采用RACE、Real-time PCR 、Western blot 、RNAi、GC/MS、酶抑制剂分析等分子生物学手段，以农业害虫棉铃虫为研究对象，对ACCase 的分子特性及在性信息素合成中的分子功能进行深入的研究，进而揭示PBAN对ACCase的调控机制，为解析棉铃虫性信息素合成的分子机制奠定坚实的理论基础。同时可为害虫防治寻找新的靶标，为防治奠定基础。

棉铃虫性信息素的生物合成是由性信息素合成激活肽（Pheromone Biosynthesis Activating Neuropeptide, PBAN）调控的。目前对棉铃虫性信息素合成分子机制的研究还鲜有报道，仍需进一步的探索。本课题组前期研究发现PBAN主要通过调控脂肪酸合成途径中乙酰辅酶A羧化酶（Acetyl-coA carboxylase，ACC）的活性来调控性信息素的合成，但是具体作用的分子机制尚需深入的研究。本研究采用RACE、Real-time PCR 、Western blot 、RNAi、GC/MS、酶抑制剂分析等分子生物学手段，以农业害虫棉铃虫为研究对象，对ACC 的分子特性及在性信息素合成中的分子功能进行深入的研究。主要的研究内容包括：(1) ACC 基因的克隆及分子特征；(2) ACC基因的功能分析; (3) cAMP/PKA 和Ca2+ / CaM对乙酰辅酶A羧化酶活性的影响。主要的研究结果如下: (1) 获得了棉铃虫性信息素腺体乙酰辅酶A羧化酶基因的全序列，序列分析发现，该基因开放阅读框为7089bp, 编码2363个氨基酸残基。(2) 发育表达模式结果表明:ACC因从羽化前48 h到羽化后72h其表达量呈稳定增长 趋势，且在性信息素合成关键时期高丰度表达。Western blot检测ACC蛋白在H.armigera性信息素腺体中的发育表达模式，发现ACC蛋白从羽化前24 h开始表达，然后逐渐增加至羽化后24 h达到稳定，持续到羽化后96h，蛋白表达模 式与转录水平表达相似。(3)利用RNAi干涉ACC基因后明显地抑制了H.armigera性信息素产物的生成。ACC抑制剂也有同样的效果。(4) PBAN刺激显著促进ACC活性的升高，钙离子抑制剂处理则显著抑制PBAN诱导的ACC的活性。(5) PKA激活剂显著的促进ACC 的活性。这些研究结果进一步揭示PBAN对ACC的调控机制，为解析棉铃虫性信息素合成的分子机制奠定坚实的理论基础。同时可为害虫防治寻找新的靶标，为防治奠定基础。