豌豆蚜翅分化相关miRNA及其预测靶基因对蜕皮激素的应答及miR-92a-1-p5靶基因的验证

[目的]蜕皮激素对孤雌蚜翅两型性分化具有重要调控作用.在前期研究中我们发现5个微小RNA(microRNA,miRNA)在豌豆蚜Acyrthosiphon pisum翅两型性分化中也发挥关键作用,但蜕皮激素是否与miRNA互作参与蚜虫翅型分化未知.本研究旨在探索蜕皮激素对5个miRNA及其预测靶基因表达的影响,揭示蜕皮激素与miRNA协同调控蚜虫翅型分化的机理.[方法]选择5个与豌豆蚜翅两型性分化相关的miRNA(Let-7,miR-92a,miR-92b,miR-92a-1-p5和miR-277),使用0.1 mol/L蜕皮激素类似物20-羟基蜕皮酮(20E)分别处理孤雌生殖豌豆蚜2龄若蚜10 min和30 min,48 h后取样;qPCR检测这些miRNA及其预测靶基因在20E处理后的表达量;利用双荧光素酶活性检测法对miR-92a-1-p5的预测靶基因flightin进行验证;利用纳米载体/变性剂在孤雌生殖豌豆蚜4龄若蚜中敲低miR-92a-1-p5表达,验证miR-92a-1-p5与其预测靶基因flightin的互作关系.[结果]0.1 mol/L 20E处理30 min可极显著诱导孤雌生殖豌豆蚜2龄若蚜5个miRNA的表达;处理10 min则miR-92a-1-p5和miR-92b表达量较对照极显著下降,而Let-7和miR-277较对照极显著上升.Let-7与预测靶基因abrupt在0.1 mol/L 20E处理后孤雌生殖豌豆蚜豌2龄若蚜中表达趋势相反,miR-92a和miR-277的预测靶基因wingless和Uba1在0.1 mol/L 20E处理10 min时表达量极显著下降,与两个对应的miRNA表达趋势相反;miR-92a-1-p5的预测靶基因flightin在0.1 mol/L 20E处理30 min后表达量极显著下降,与miRNA表达趋势相反.双荧光素酶活性检测结果显示,共转染miR-92a-1-p5模拟物和flightin CDS过表达载体pmirGlO [flightin]后与转染对照NC mimics相比,荧光素酶活性下降40％,达极显著水平;敲低孤雌生殖豌豆蚜4龄若蚜中miR-92a-1-p5后其表达量下调83％,其预测靶基因flightin表达量上升48％,均达极显著水平,表明flightin是miR-92a-1-p5的真实靶基因.[结论]蜕皮激素能够诱导豌豆蚜体内miRNA的表达;miR-92a-1-p5可能通过调控flightin参与孤雌蚜翅型分化;纳米载体/变性剂可以在蚜虫个体中实现miRNA的有效干涉.该研究为进一步探索蜕皮激素和miRNA互作参与孤雌蚜翅两型性分化机制奠定了基础.