神经肽SIFamide对赤拟谷盗成虫运动行为的调控作用OA

【目的】神经肽SIFamide(SIFa)是一种对昆虫生命活动具有重要调节作用的小分子蛋白质,本研究旨在通过解析SIFa对赤拟谷盗Tribolium castaneum运动行为的调控作用,为丰富对神经肽SIFa功能的认识,以神经肽SIFa作为靶点的新型害虫控制策略提供理论基础。【方法】利用同源比对获取赤拟谷盗TcSIFa的核苷酸序列并进行生物信息学分析;利用AlphaFold Server对SIFa受体(SIFamide receptor,SIFR)预测三维结构,随后利用Discovery Studio对TcSIFa和TcSIFR进行分子对接模拟,并利用Ca^(2+)流动测定验证二者结合;从Beetle Atlas数据库中获取TcSIFa在赤拟谷盗成虫不同组织(去除其他组织的躯体、雌性生殖腺、雄性生殖腺、脂肪体、直肠复合体、马氏管、后肠、中肠后部、中肠前部、脑和头)中的表达谱,利用免疫组织化学技术于赤拟谷盗成虫脑部定位TcSIFa神经元;采用注射dsRNA通过RNAi沉默赤拟谷盗3日龄成虫TcSIFa,结合行为学观测成虫运动轨迹、运动距离、运动时间、休息时间、活跃时间、呼吸速率和心率。【结果】根据同源比对获得赤拟谷盗TcSIFa核苷酸序列(GenBank登录号:XM_001814446.4),开放阅读框长228 bp,编码75个氨基酸残基;TcSIFa较为保守,包含一个成熟肽序列TYRKPPFNGSIFamide;分子对接模拟结果表明,TcSIFa和TcSIFR存在6个潜在的结合位点,Ca^(2+)流动测定鉴定了TcSIFa的活性肽,有效中浓度(median effective concentration,EC_(50))值为5.29 nmol/L;TcSIFa在赤拟谷盗成虫脑中高表达;免疫组化定位在赤拟谷盗成虫脑间部标记到4个神经元信号;与ds EGFP对照组比较,敲低赤拟谷盗成虫TcSIFa表达量后导致成虫的运动距离、运动时间、休息时间和活跃时间显著降低,同时减缓了呼吸速率和心率。【结论】神经肽TcSIFa对赤拟谷盗成虫运动行为具有重要的调控作用,表明TcSIFa可作为害虫防治的潜在靶标。