[发明专利]橘小实蝇生殖发育相关miR-2b-2-5p及其应用

说明书

本发明公开了橘小实蝇生殖发育相关miR‑2b‑2‑5p及其应用，首次发现miR‑2b‑2‑5p与橘小实蝇雌虫的能量代谢、卵巢发育和产卵量有关，利用miR‑2b‑2‑5p特异性抑制剂或类似物，可抑制卵巢发育，单雌日均产卵量及总产卵量显著降低，因此，本发明提出可通过调控miR‑2b‑2‑5p在橘小实蝇中的表达来影响橘小实蝇雌虫的能量代谢和生殖发育，降低繁殖力，从而有利于橘小实蝇的绿色防控。

技术领域

本发明属于害虫绿色防治和基因工程技术领域，具体涉及一种橘小实蝇生殖发育相关的microRNA-miR-2b-2-5p及其在橘小实蝇防治中的应用。

背景技术

橘小实蝇又名东方果实蝇，其幼虫也叫果蛆，隶属双翅目，实蝇科，果实蝇属，是一种危害性极强的世界性入侵害虫，严重危害柑橘、香蕉、番石榴、辣椒和瓜类等250余种水果和蔬菜。橘小实蝇成虫具有很强的繁殖能力，产卵量大且后代存活率高，生育周期短，世代重叠，防控难度极大。主要以幼虫危害果实，雌成虫产卵于果实内部，幼虫孵化后取食果肉获取养分，引起果实腐烂、落果，给产业带来严重的经济损失。目前主要在我国台湾、广东、广西、湖南、云南和四川等地有分布，且有不断北移扩散的趋势。因此橘小实蝇的防控仍是我们需要面对的重要问题。

雌虫的生殖发育对于种群的繁衍至关重要，为害虫的综合防治提供重要的靶标。在过去十几年时间里，雌性昆虫在基因组学、生物信息学和分子生物学方面关于繁殖机制的研究取得了重大进展。雌性昆虫的生殖发育主要包括卵巢发育、生殖行为和繁殖力。昆虫的生殖发育受阻如卵巢形态异常、产卵量下降，、繁殖力降低等都会造成种群数量减少，种群繁衍受阻。因此，研究昆虫的生殖发育能够为害虫的绿色防控提供有力的理论基础。

能量代谢是生命的基础，在昆虫中，能量代谢的中心是脂肪体，被认为类似于哺乳动物的肝脏，是一种多功能组织，作用于整合信号、传递能量、控制蜕皮和变态、合成激素、脂质和碳水化合物等。脂肪体是昆虫的“动力工厂”，能够储备脂质和糖原等基础能源，为昆虫的滞育、飞行和发育等生理活动提供能量。此外，昆虫脂肪体还能合成大量蛋白，比如储存蛋白、脂蛋白和卵子发生所必需的卵黄蛋白原Vitellogenin(Vg)等。脂质、蛋白质和碳水化合物是生命的三大能量物质，然而脂质在昆虫中扮演着更为重要的角色，因为脂质不仅用于生长和发育，还用于飞行、迁徙、性信息素合成和分泌各种防御性物质。

miRNA最早是1993年在秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans中被发现的，至今已在271个物种中发现了48万多种miRNAs。miRNAs与靶基因的关系是错综复杂的，一个miRNA可以调控多个靶基因，一个靶基因也可以被多个 miRNAs调控。因此，miRNAs参与调控众多生理活动，如蜕皮变态、生殖、代谢、免疫和抗药性等。

mir-2是果蝇中最大的miRNA家族，也是最早发现的家族之一，在黑腹果蝇基因组中有8个成员(mir-2a-1、mir-2a-2、mir-2b-1、mir-2b-2、mir-2c、mir-13a、 mir-13b-1和mir-13b-2)。mir-2在果蝇、家蚕的成虫头部和线虫的神经元等高表达，因此在神经元发育和神经调节等方面发挥重要的作用(Marco et al 2012)。近年来关于mir-2家族在其他昆虫中的功能研究也有广泛报道，例如在德国小蠊 (Blattella germanica)中，miR-2、miR-13a和miR-13b参与调控保幼激素(JH) 依赖性转录因子Kr-h1的表达，在若虫最后一个龄期抑制Kr-h1以确保完成若虫向成虫的变态(Lozano et al 2015)。在埃及伊蚊中miR-2b参与调控基孔肯亚病毒(Chikungunya virus,CHIKV)的复制，在感染CHIKV后miR-2b表达量上升，而抑制miR-2b导致CHIKV复制增加，表明miR-2b能够抑制病毒的复制(Dubey et al2017)。发明人所在的课题组前期通过小RNA高通量测序筛选得到橘小实蝇生殖组织中差异表达miR-2b-2-5p，是mir-2家族中的一员，为橘小实蝇中首次发现，其功能尚不明确。据此，发明人深入研究miR-2b-2-5p在橘小实蝇能量代谢和生殖发育中的功能，包括其对能量代谢、卵巢发育、产卵量等的影响。