家蚕RNAi效率相关核酸酶基因对RNAi效率的影响

[目的]鳞翅目(Lepidoptera)昆虫消化系统存在的核酸酶是导致RNAi低效的主要原因之一,本研究旨在探索家蚕Bombyx mori RNAi 效率相关核酸酶(RNAi efficiency-related nuclease,REase)BmREase对家蚕RNAi低效的影响.[方法]利用RT-PCR对家蚕BmnREase cDNA全长序列进行同源克隆和生物信息学分析,并采用最大似然法进行系统发育分析;利用qRT-PCR检测BmREase在游走期家蚕不同组织(头、表皮、脂肪体、中肠、气管、马氏管和丝腺)中的特异性表达.通过向游走期家蚕注射BmREase,家蚕蜕皮激素受体(ecdysone receptor,EcR)基因BmEcR,超气门蛋白(ultraspiracle,USP)基因 BmnUSP 和细胞因子 spatzle1(BmSpz1)基因 BmSpz1 的 dsRNA 进行 RNAi,分析干扰BmREase表达后是否可以提高靶基因dsRNAs的干扰效率.[结果]RT-PCR扩增得到家蚕BmREase(GenBank 登录号:XM_021350017.2)全长 cDNA 序列,其 ORF 长2 241 bp,编码746 个氨基酸残基;生物信息学分析发现,BmREase与人核酸外切酶Ⅰ 3qe9.1具有极其相似的结构,其Thr7,His33,Ala37,Arg93,Lys97,Tyr159,Asp160,Ser161 和 Asn174 组成的活性结构域能够与核苷酸序列结合,暗示BmREase具有核酸酶活性.qRT-PCR结果显示,BmREase在家蚕游走期的中肠和马氏管中高表达,说明BmREase主要在家蚕消化系统中表达.在家蚕游走期注射dsRNA,BmREase的表达量比空白对照组的高,RNAi干扰BmREase提高了 dsBmEcR,dsBmUSP和dsBmSpz1的干扰效率.[结论]家蚕体内存在与人类核酸外切酶相似功能的酶BmREase,其存在可能影响dsRNA在家蚕体内的干扰效果.本研究为利用RNAi进行家蚕基因功能的研究以及进一步开发RNAi防治害虫具有指导性意义.