miR-252-5p通过靶向调控保幼激素酸甲基转移酶基因JHAMT的表达而影响果蝇变态发育

张泽麟, 嵇 杰, 徐文雨, 刘 卓, 范晓春, 邓昌鑫, 何倩毓

(黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院, 黑龙江大庆 163319)

保幼激素(juvenile hormone, JH)是主要由昆虫咽侧体分泌的倍半萜烯类激素，调控昆虫的生长、变态和生殖等重要生理过程。昆虫体内JH的滴度水平主要是由JH的合成速率决定。JH的生物合成是由一系列的酶促反应组成，以JHⅢ为例，总共包括13个反应，通常被分为早期和晚期两大步骤(Nouzovaetal., 2011)。早期步骤是经典的甲羟戊酸(mevalonic acid, MVA)通路，这一通路主要是由乙酰辅酶A到法尼焦磷酸(farnesyl pyrophosphate, FPP)的合成过程中的 8个反应所组成(Bellésetal., 2005)。目前已知，该途径中的中间产物和催化酶在真核生物中是高度保守的(Nouzovaetal., 2018)。JHⅢ合成的后期步骤则是由剩下的5个反应所组成，即从FPP到JHⅢ，这一过程是昆虫所独有(Goodman and Cusson, 2012)。研究表明，绝大多数与JH合成相关的酶主要富集及表达于昆虫咽侧体组织中，并且它们的表达模式与昆虫体内的JH滴度水平呈正相关(Kinjohetal., 2007; Chengetal., 2014; Rivera-Perezetal., 2014)。其中由保幼激素酸甲基转移酶(juvenile hormone acid methyl transferase, JHAMT)催化的甲基化反应是JH晚期合成过程中的限速步骤，因此，JHAMT也成为JH合成中的关键调控酶。Shinoda 和 Itoyama (2003)在家蚕Bombyximori中克隆得到首个JHAMT基因，之后相继在黑腹果蝇Drosophilamelanogaster(Niwaetal., 2008)、赤拟谷盗Triboliumcastaneum(Minakuchietal., 2008)、埃及伊蚊Aedesaegypti(Mayoraletal., 2009)、西方蜜蜂Apismellifera(Lietal., 2013)以及德国小蠊Blattellagermanica(Dominguez and Maestro, 2018)等昆虫中获得相应的JHAMT基因。大量研究发现，RNAi降低JHAMT基因的表达或突变JHAMT均可导致昆虫体内JH滴度下降以及JH信号减弱，产生类似于JH缺失的各种表型(Minakuchietal., 2008; Niwaetal., 2008; Daimonetal., 2015; Wenetal., 2015; Dominguez and Maestro, 2018)。因此，通过干扰昆虫体内JHAMT的表达来抑制JH的生理功能可成为农林业中害虫防治的一种潜在手段(Guoetal., 2018)。

近年来，在果蝇、家蚕、烟草天蛾Manducasexta、德国小蠊、飞蝗Locustamigratoria等多种昆虫中的研究发现，昆虫变态发育除受内分泌激素调控外，microRNA(miRNA)也参与其中。……