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Silencing Br-C impairs larval development and chitin synthesis in Lymantria dispar larvae.
Journal of Insect Physiology ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-02-29 , DOI: 10.1016/j.jinsphys.2020.104041 Nan Ding 1 , Zhiying Wang 1 , Nannan Geng 1 , Hang Zou 1 , Guocai Zhang 1 , Chuanwang Cao 1 , Xingpeng Li 2 , Chuanshan Zou 1
Journal of Insect Physiology ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-02-29 , DOI: 10.1016/j.jinsphys.2020.104041 Nan Ding 1 , Zhiying Wang 1 , Nannan Geng 1 , Hang Zou 1 , Guocai Zhang 1 , Chuanwang Cao 1 , Xingpeng Li 2 , Chuanshan Zou 1
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In insects, 20-hydroxyecdysone (20E) mediates developmental transitions and regulates molting processes through activation of a series of transcription factors. Broad-Complex (Br-C), a vital gene in the 20E signalling pathway, plays crucial roles during insect growth processes. However, whether Br-C affects chitin synthesis in insects remains unclear. In the present study, the Br-C gene from Lymantria dispar, a notorious defoliator of forestry, was identified based on transcriptome data, and subjected to bioinformatic analysis. The regulatory functions of LdBr-C in chitin synthesis and metabolism in L. dispar larvae were analysed by RNA interference (RNAi). The full-length LdBr-C gene (1431 bp) encodes a 477 amino acid (aa) polypeptide containing a common BRcore region (391 aa) at the N-terminus and a C-terminal Zinc finger domain (56 aa) harbouring two characteristic C2H2 motifs (CXXC and HXXXXH). Phylogenetic analyses showed that LdBr-C shares highest homology and identity with Br-C isoform 7 (83.12%) of Helicoverpa armigera. Expression profiles indicate that LdBr-C was expressed throughout larval and pupal stages, and highly expressed in prepupal and pupal stages. Furthermore, LdBr-C expression was strongly induced by exogenous 20E, and suppressed dramatically after application of dsLdBr-C. Bioassay results showed that knockdown of LdBr-C caused larval developmental deformity, significant weight loss, and a mortality rate of 67.18%. Knockdown of LdBr-C significantly down-regulated transcription levels of eight critical genes (LdTre1, LdTre2, LdG6PI, LdUAP, LdCHS1, LdCHS2, LdTPS and LdCHT) related to chitin synthesis and metabolism, thereby lowering the chitin content in the midgut and epidermis. Our findings demonstrate that Br-C knockdown impairs larval development and chitin synthesis in L. dispar.
中文翻译：
沉默的Br-C会损害Disman lymantria dispar幼虫的幼虫发育和几丁质合成。
在昆虫中，20-羟基蜕皮酮（20E）通过激活一系列转录因子来介导发育过渡并调节蜕皮过程。宽复合体（Br-C）是20E信号通路中的重要基因，在昆虫生长过程中起着至关重要的作用。然而，Br-C是否影响昆虫的几丁质合成尚不清楚。在本研究中，根据转录组数据鉴定了臭名昭著的林业落叶松Lymantria dispar的Br-C基因，并对其进行了生物信息学分析。通过RNA干扰（RNAi）分析了LdBr-C在dispar幼虫的甲壳质合成和代谢中的调控功能。全长LdBr-C基因（1431 bp）编码一个477个氨基酸（aa）的多肽，该多肽在N端包含一个共同的BRcore区（391 aa）和一个具有两个特征的C端锌指结构域（56 aa） C2H2主题（CXXC和HXXXXH）。系统发育分析表明，LdBr-C与棉铃虫的Br-C同工型7（83.12％）具有最高的同源性和同一性。表达谱表明，LdBr-C在整个幼虫期和p期表达，并在pu前期和p期高表达。此外，LdBr-C表达被外源20E强烈诱导，并在应用dsLdBr-C后被显着抑制。生物测定结果表明，LdBr-C的敲低导致幼虫发育畸形，体重明显减轻，死亡率为67.18％。抑制LdBr-C显着下调了与几丁质合成和代谢有关的八个关键基因（LdTre1，LdTre2，LdG6PI，LdUAP，LdCHS1，LdCHS2，LdTPS和LdCHT）的转录水平，从而降低了中肠和表皮中的几丁质含量。我们的发现表明，Br-C敲低损害了L. dispar的幼虫发育和几丁质合成。
更新日期：2020-03-20
中文翻译：
沉默的Br-C会损害Disman lymantria dispar幼虫的幼虫发育和几丁质合成。
在昆虫中，20-羟基蜕皮酮（20E）通过激活一系列转录因子来介导发育过渡并调节蜕皮过程。宽复合体（Br-C）是20E信号通路中的重要基因，在昆虫生长过程中起着至关重要的作用。然而，Br-C是否影响昆虫的几丁质合成尚不清楚。在本研究中，根据转录组数据鉴定了臭名昭著的林业落叶松Lymantria dispar的Br-C基因，并对其进行了生物信息学分析。通过RNA干扰（RNAi）分析了LdBr-C在dispar幼虫的甲壳质合成和代谢中的调控功能。全长LdBr-C基因（1431 bp）编码一个477个氨基酸（aa）的多肽，该多肽在N端包含一个共同的BRcore区（391 aa）和一个具有两个特征的C端锌指结构域（56 aa） C2H2主题（CXXC和HXXXXH）。系统发育分析表明，LdBr-C与棉铃虫的Br-C同工型7（83.12％）具有最高的同源性和同一性。表达谱表明，LdBr-C在整个幼虫期和p期表达，并在pu前期和p期高表达。此外，LdBr-C表达被外源20E强烈诱导，并在应用dsLdBr-C后被显着抑制。生物测定结果表明，LdBr-C的敲低导致幼虫发育畸形，体重明显减轻，死亡率为67.18％。抑制LdBr-C显着下调了与几丁质合成和代谢有关的八个关键基因（LdTre1，LdTre2，LdG6PI，LdUAP，LdCHS1，LdCHS2，LdTPS和LdCHT）的转录水平，从而降低了中肠和表皮中的几丁质含量。我们的发现表明，Br-C敲低损害了L. dispar的幼虫发育和几丁质合成。
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