禾谷縊管蚜鈉通道輔助亞基對鈉通道基因表達水平及殺蟲劑敏感性的影響

張存環, 劉 朗, 彭 雄, 郄杏桃, 陳茂華

(西北農林科技大學植物保護學院, 農業農村部西北黃土高原作物有害生物綜合治理重點實驗室,旱區作物逆境生物學國家重點實驗室, 陜西 楊凌 712100)

昆蟲電壓門控的鈉離子通道(voltage-gated sodium channel, VGSC)(簡稱“鈉通道”)是擬除蟲菊酯等殺蟲劑的作用靶標，鈉通道基因突變是導致昆蟲對擬除蟲菊酯產生抗性的主要原因(Lietal., 2013; Rinkevichetal., 2013; Dongetal., 2014)。脊椎動物鈉通道由1個α亞基和1個或者幾個β亞基組成，α亞基能夠獨立行使鈉通道的基本功能，因此，一般提到的鈉通道基因即指α亞基的編碼基因，β亞基為功能輔助性亞基，在調節鈉通道的功能中有輔助作用(Catterall, 2012)。以往的研究認為，昆蟲的鈉通道和其他真核生物鈉通道相似，由D-Ⅰ, D-Ⅱ, D-Ⅲ和D-Ⅳ 4個結構域組成，由1個基因編碼，4個結構域都由S1-S6 6個跨膜螺旋(transmembrane helix, TM)組成，即鈉通道為4×6 TM結構。本研究組研究發現，禾谷縊管蚜Rhopalosiphumpadi鈉通道與其他類群的昆蟲不同，其結構域D-Ⅱ和D-Ⅲ之間分開，形成2個獨立的基因(RpNavH1和RpNavH2)，即其鈉通道為2×6 TM+2×6 TM結構， RpNavH1的D-Ⅰ-D-Ⅱ結構域與黑腹果蠅Drosophilamelanogaster鈉通道的有約64%的氨基酸序列一致性，RpNavH2的D-Ⅲ-D-Ⅳ與黑腹果蠅鈉通道的有約63%的氨基酸序列一致性(Zuoetal., 2016a)。最新的研究發現，赤擬谷盜Triboliumcastaneum體內也存在兩個鈉離子通道基因，鈉離子通道基因不僅是擬除蟲菊酯類殺蟲劑的作用靶標，而且和昆蟲的發育相關(Qianetal., 2021)。因此，深入開展鈉離子通道相關的研究，對于害蟲的抗藥性治理和農藥新靶標的發現具有重要的意義。

昆蟲體內沒有鈉通道β亞基，但在昆蟲中發現了與β亞基功能相似的鈉通道輔助亞基TipE, TEH1, TEH2, TEH3和TEH4?！?br>