CN113930424B - 一种调控红火蚁工蚁个体分工的小分子rna及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调控红火蚁工蚁个体分工的小分子RNA及其应用。RNA的核苷酸序列为：5’‑GACGGGUGUGCUCUAGUUUCA‑3’。本发明筛选得到一种调控红火蚁工蚁个体分工的小分子RNA‑miRNA‑279c‑5p，觅食型工蚁在上调miR‑279c‑5p的表达后，对红火蚁幼虫或蛹产生了育幼行为，改变工蚁巢内外行为而达到害虫防治的目的。添加含miRNA‑279c‑5p的饵剂更容易通过社会性昆虫的交哺行为在整个蚁巢传递，达到害虫防治的目的。
Description
技术领域：
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种调控红火蚁工蚁个体分工的小分子RNA及其应 用。
背景技术：
红火蚁之所以扩散快、易暴发成灾，主要的一个原因在于其特殊的生物学特性和高度的 社会合作，属于典型的社会性昆虫。社会性昆虫的品级分化和分工是其主要特征之一，由基 因和环境共同影响(Simpson et al.,2011；Lockett et al.,2016)。红火蚁工蚁承担的分工与发育 时间有关，随着工蚁羽化后成虫生长发育时间，它们逐渐可被分为具有照顾后代行为的“育幼 蚁”(nurse)和负责巢外搜寻和觅食行为的“觅食蚁”(forager)(Cassill et al.,1999；Tschinkel et al.,2006)。前人研究表明，红火蚁工蚁的育幼、觅食功能有转化现象，除了信息素之外还具 有一定的分子遗传基础。microRNA (miRNA)是生物体内长度约为21-25个核苷酸的非编 码小RNA，它们广泛参与生物个体的发育调控、细胞增殖与死亡、细胞分化等生理过程(Dutta et al.,2007；Bartel et al.,2009；赵奎、庞全海,2010)。既然miRNA是动物很多生理过程中重要 的调控因子，因此推测它们也参与了红火蚁工蚁的育幼和觅食功能转化的调控过程。近十年 来，少数影响社会性昆虫个体分工的非编码RNA被陆续鉴定出来，然而这些研究主要集中在 蜜蜂等经济昆虫中(Li et al.,2012；Liu et al.,2017；Liu et al.,2019)。miRNA介导的红火蚁工 蚁分工的功能尚未清楚。
近年来，已有不少文献报道，社会性昆虫的个体分工受到一系列基因的调控。如西方蜜 蜂Apis mellifera工蜂的分工与王浆的主蛋白基因和参与酶调节、神经功能及觅食行为相关的 基因有密切关系(刘芳等，2015)；此外，巢内的育幼型和巢外的觅食型差异表达基因也被陆 续鉴定出来，包括for基因(Ben-Shahar,2002；Ingram et al.,2011)、卵黄蛋白基因Vg(Antonio et al.,2008)，Malvolio(mvl)(Ben-Shahar,2004)和昼夜节律相关基因period(per)(Ingram et al., 2009)等。同样地，miRNAs也能调控社会性昆虫的品级和分工，虽然这方面的研究成果较 晚、较少。2016年Ashby等人对西方蜜蜂的蜂王、工蜂以及不同分工的工蜂进行了miRNA 测序和生物信息学分析，鉴定出了大量参与西方蜜蜂等级分化的miRNA，并对其靶基因和信 号通路进行了预测(Ashby et al.,2016)。2017年Liu等人发现西方蜜蜂中的miR-279a通过抑制 蜜蜂mblk-1基因表达影响工蜂对蔗糖的响应(Liuet al.,2017)，明确了miRNA在调控社会性 昆虫行为中的作用。虽然前期已经有众多研究结果初步表明了基因和非编码RNA调控在社会 性昆虫个体分工中的作用，然而红火蚁miRNA的鉴定和其介导工蚁个体分工的功能尚不清 楚。
红火蚁高繁殖速率和攻击特性使其具有进攻性入侵者的能力，而工蚁则更具攻击性，因 此改变工蚁巢内外行为是有效降低危害的方式之一。自然环境下，添加含miRNA的液体饵 剂更容易通过社会性昆虫的交哺行为在整个蚁巢传递，从而降低工蚁出巢觅食能力及活动强 度，达到害虫防治的目的。
发明内容：
本发明的第一个目的提供一种调控红火蚁工蚁个体分工，使红火蚁工蚁的行为从觅食型 向育幼型转化的小分子RNA-miRNA-279c-5p。
本发明的miRNA-279c-5p，其核苷酸序列为：5’-GACGGGUGUGCUCUAGUUUCA-3’， 核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
本发明的第二个目的是提供上述miRNA-279c-5p在防治红火蚁中的应用。
优选，是miRNA-279c-5p在使红火蚁工蚁的行为从觅食型向育幼型转化，从而防治红火 蚁。
本发明的第三个目的是提供一种防治红火蚁药剂或使红火蚁工蚁的行为从觅食型向育幼 型转化的药剂，其含有上述miRNA-279c-5p作为活性成分。
本发明的第四个目的是提供一种防治红火蚁的方法，其是将上述miRNA-279c-5p饲喂红 火蚁觅食型工蚁。
优选，是将miRNA-279c-5p加入到红火蚁工蚁的饵料中，喂食红火蚁觅食型工蚁。
本发明筛选得到一种调控红火蚁工蚁个体分工的小分子RNA-miRNA-279c-5p，觅食型工 蚁在上调miR-279c-5p的表达后，对红火蚁幼虫或蛹产生了育幼行为，改变工蚁巢内外行为 而达到害虫防治的目的。添加含miRNA-279c-5p的饵剂更容易通过社会性昆虫的交哺行为在 整个蚁巢传递，达到害虫防治的目的。
附图说明：
图1是觅食型和育幼型工蚁中miR-279c-5p的表达水平图；
图2是觅食型工蚁在饲喂miR-279c-5p类似物后对幼虫的育幼行为统计图。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
1.搭置人工蚁巢，获取觅食型和育幼型工蚁：将供试虫源放入红火蚁蚁巢塑料饲养盒(380 mm×300mm×200mm)中，该塑料盒作为人工蚁巢区，将水试管及食物放入另一塑料盒 (380mm×300mm×200mm)内，该塑料盒作为觅食区，并在内壁涂抹Fluon。用直径10mm，长1.0m的硅胶管连接人工蚁巢区和觅食区。红火蚁工蚁需经过硅胶管才能从“蚁巢 区”到“觅食区”开展取食活动，待形成稳定的人工蚁路后，将在觅食区取食的工蚁称为“觅 食蚁“，而将在“蚁巢区”的人工蚁巢内照顾卵、幼虫蛹和蚁后的工蚁定义为“育幼蚁“。分 别从人工蚁巢区和觅食区取样若干头觅食型和育幼型工蚁，重复3巢。
2.总RNA的提取：取50头觅食型和育幼型工蚁，液氮中研磨，用TRIzol法提取总RNA。
3.cDNA第一链的合成：利用反转录试剂盒Mir-XTM miRNA First-StrandSynthesis Kit将 miRNA成熟序列尾端连上polyA结构增加长度，通过含有通用引物的Oligo(dT)反转录成 用于定量PCR的第一链模板，将1ug总RNA反转录为cDNA。
4.定量PCR检测：利用KAPA SYBR FAST Universal qPCRKit进行qPCR检测miR-279c-5p 的表达量。
miR-279c-5p的扩增引物如下：
F：GACGGGTGTGCTCTAGTTTCA
miR-279c-5p
R：AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTAC
5.结果显示，红火蚁觅食型工蚁中miR-279c-5p的表达量显著低于育幼型工蚁。(图1)
实施例2
取若干圆柱形塑料盒(8cm×10cm)，其含一层4cm厚湿沙，以维持湿度，其上有一层2cm厚石膏层，塑料盒的内壁涂有聚四氟乙烯，分别放100头红火蚁觅食型工蚁到塑料盒内，饥饿处理24h。随后，将合成的miR-279c-5p类似物(5’-GACGGGUGUGCUCUAGUUUCA -3’)和体积分数25％含蓝色素的蜂蜜水混合进行饲喂，使其终浓度为0.2ug/ul，饲喂体积 为20ul，饲喂4D，每天更换一次，重复3巢。同时，25％含蓝色素的蜂蜜水作为对照。96 H后，测试觅食型工蚁的育幼行为。取3.5cm的塑料培养皿，将单头觅食型工蚁放入培养皿 内静置15min，然后放入同巢幼虫或蛹1头，观察5min内该觅食型工蚁是否具有育幼行为。 根据觅食型工蚁对幼虫或蛹的反应分为三类行为：叼住、触碰和忽视，分别统计5min之内 上述三种行为的时间，统计50头。实验结果显示，与饲喂25％含蓝色素的的蜂蜜水相比， 觅食型工蚁在取食添加了miR-279c-5p类似物的蜂蜜水之后，叼住幼虫或蛹的时间显著增加 (图2)，出现了明显的育幼行为，表明上调miR-279c-5p的表达可使红火蚁工蚁的行为从觅 食型向育幼型转化。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均因 为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 广东省农业科学院植物保护研究所
<120> 一种调控红火蚁工蚁个体分工的小分子RNA及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 21
<212> DNA/RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gacgggugug cucuaguuuc a 21
Claims (4)
1.miRNA-279c-5p在防治红火蚁中的应用，所述的miRNA-279c-5p，其核苷酸序列为：5’-GACGGGUGUGCUCUAGUUUCA-3’。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，是miRNA-279c-5p在使红火蚁工蚁的行为从觅食型向育幼型转化。
3.一种防治红火蚁的方法，其特征在于，是将miRNA-279c-5p饲喂红火蚁觅食型工蚁，所述的miRNA-279c-5p，其核苷酸序列为：5’-GACGGGUGUGCUCUAGUUUCA-3’。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，是将miRNA-279c-5p加入到红火蚁觅食型工蚁的饵料中，喂食红火蚁觅食型工蚁。
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| Function and evolution of microRNAs in eusocial Hymenoptera;Eirik Søvik等;《Front Genet》;20150527;第6卷(第193期);第6页左栏第1-4段、图4、表1） * |
| Molecular signatures of plastic phenotypes in two eusocial insect species with simple societies;Solenn Patalano等;《Proc Natl Acad Sci U S A》;20151110;第112卷(第45期);补充表格1中MicroRNAs * |
| Next-generation small RNA sequencing for microRNAs profiling in Apis mellifera: comparison between nurses and foragers;F. Liu等;《Insect Molecular Biology》;20120327;297-303页 * |
| Solenn Patalano等.Molecular signatures of plastic phenotypes in two eusocial insect species with simple societies.《Proc Natl Acad Sci U S A》.2015,第112卷(第45期), * |
| 寄生蜂与作物害虫免疫及发育互作：研究热点与主要科学问题探讨;叶恭银等;《中国科学基金》;20200820(第04期);第447-455页 * |
| 膜翅目昆虫miRNA基因家族的鉴定和进化分析;马行洲等;《中国生物防治学报》;20180227;第34卷(第1期);第36-43页 * |
| 蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变调控因子研究进展;刘芳等;《昆虫学报》;20181120(第11期);第1350-1355页 * |
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