水通道蛋白(AQPs)是一种膜蛋白。在许多重要的生理过程中,水通道蛋白促进水或者其他小分子溶质进出细胞。应用生物信息学和基因克隆技术,鉴定了赤拟谷盗中9种水通道蛋白合成基因;通过RNA干扰技术,分别探索了这9种水通道蛋白对赤拟谷盗生长发育和表型的影响。取得了如下研究结果。1、赤拟谷盗水通道蛋白基因的分子克隆基于赤拟谷盗基因组与转录组数据,我们获得了 9个赤拟谷盗水通道蛋白基因,根据系统发育分析,这9个水通道蛋白基因分别命名为TcBib、TcDrip、TcPrip TcAqp12L、TcEglp1、TcEglp2、TcEglp3、TcEglp4和TcEglp5。另外,我们比较 TcAQP基因及其对应的cDNA序列,对比显示Drip、Eglp2和Eglp5分别包含三个(A、B和C)、两个(A和B)和四个(A、B、C和D)剪接异构体。2、赤拟谷盗水通道蛋白的功能分析我们分析了 AQP基因的组织表达模式,发现这9个基因在前肠、中肠、后肠-马氏管复合体、脂肪体和表皮中都有表达。其中TcDrip、TcPrip、TcEglp1、TcEglp3和TcEglp5在后肠-马氏管复合体中高表达;TcEglp2在脂肪体中高表达;TcEglp4在脂肪体和后肠-马氏管复合体中高表达;而TcAqp12L在表皮中具有最高表达水平。相比之下,TcBib在这些组织中的表达比较均匀。为了证实AQP基因的生理作用,我们分别将这9个基因的dsRNA注射赤拟谷盗五龄幼虫体内。注射3天后,靶标基因的相对表达量都显著下调。分别敲减TcBib、TcDrip、TcPrip或TcApq12L后,TcPrip、TcEglp2/TcEglp3、TcEglp1/TcEglp2或TcDrip/TcEglp2 的表达量显著增加;分别沉默TcEglpl、TcEglp2、TcEglp4 或 TcEglp5 后,激发了TcEglp2、TcEglp4、TcEglp1或TcEglp2/TcEglp4的表达。然而,敲减TcEglp3没有上调任何其他的水通道蛋白mRNA。在注射dsEglp3、dsEglp4、dsDrip或dsPrip第3到9天后,部分处理幼虫表皮灰暗,明显不同于光滑明亮的对照幼虫表皮。此外,注射dsEglp3后,大约40%幼虫后肠从肛门伸出,其上粘附新鲜的湿粪;大约20%幼虫不能正常排便,湿棕色的粪便附着在肛门区。注射dsEglp4或dsDrip后也有约20%幼虫有类似的表型。注射dsEglp3、dsEglp4和dsPrip第6天,与对照组相比,这些幼虫的体重显著减轻,并且分别有60%、20%和20%的幼虫不能正常化蛹,最终死亡;此外,存活幼虫的蛹重也显著减轻。3、敲减TcEglp3对幼虫体内糖代谢的影响注射dsEglp3的第五天,检测了幼虫体内的海藻糖、葡萄糖和糖原的含量,与对照组相比,注射dsEglp3的幼虫体内海藻糖的含量显著升高,而葡萄糖和糖原的含量降低。此外,与糖酵解途径相关的己糖激酶2(TcHex2)、磷酸果糖激酶(TccPFK)、乙二醛酶1(TcGLO1和乳酸脱氢酶(TcLDH)的编码基因的转录水平提高。与海藻糖代谢相关的海藻糖合成酶(TcTPS)和海藻糖酶(TcTTRE1、TcTRE2和TcTRE3)编码基因也具有很高的表达量。