Insect cuticular lipids are a complex cocktail of highly diverse cuticular hydrocarbons (CHCs), which form a hydrophobic surface coat to maintain water balance and to prevent desiccation and penetration of exogenous substances. Fatty acid elongases (ELOs) are key enzymes that participate in a common CHC synthesis pathway in insects. However, the importance of ELOs for CHC synthesis and function remains understudied. Using transcriptomic data, we have identified seven ELO genes (LmELO1-7) in the migratory locust Locusta migratoria. We determined their tissue-specific and temporal expression profiles in fifth instar nymphs. As we are interested in cuticle barrier formation, we performed RNA interference against LmELO7, which is mainly expressed in the integument. Suppression of LmELO7 significantly decreased its expression and caused lethality during or shortly after molting. CHC quantification by GC-MS analysis indicated that suppression of LmELO7 resulted in a decrease in total CHC amounts. By consequence, CHC deficiency reduced desiccation resistance and enhanced cuticle permeability in LmELO7-suppressed L. migratoria. Interestingly, LmELO7 expression is induced at low air humidity. Our results indicate that LmELO7 plays a vital role in the production of CHCs and, hence, cuticle permeability. Induction of LmELO7 expression in drought conditions suggests a key role of this gene in regulating desiccation resistance. This work is expected to help developing new strategies for insect pest management based on CHC function.

中文翻译：

---

脂肪酸延伸酶基因LmELO7是游走蝗Locusta migratoria中碳氢化合物生物合成和表皮渗透性所必需的。

昆虫表皮脂质是高度多样化的表皮碳氢化合物（CHC）的复杂混合物，可形成疏水性表面涂层，以维持水平衡并防止外源物质的干燥和渗透。脂肪酸延伸酶（ELO）是参与昆虫中常见CHC合成途径的关键酶。但是，ELO对于CHC合成和功能的重要性仍未得到充分研究。利用转录组学数据，我们在蝗虫蝗群中鉴定了七个ELO基因（LmELO1-7）。我们确定了它们在第五龄若虫中的组织特异性和时间表达谱。因为我们对表皮屏障形成感兴趣，所以我们对LmELO7进行了RNA干扰，这主要在被膜中表达。LmELO7的抑制显着降低了它的表达，并在蜕皮期间或之后不久致死。通过GC-MS分析进行CHC定量分析表明，抑制LmELO7导致CHC总量降低。因此，CHC缺乏会降低LmELO7抑制的L. migratoria的抗干燥性，并增强表皮通透性。有趣的是，LmELO7表达是在低空气湿度下诱导的。我们的结果表明，LmELO7在CHC的产生中具有至关重要的作用，因此在表皮的通透性中也起着至关重要的作用。在干旱条件下诱导LmELO7表达表明该基因在调节抗干燥性中起关键作用。预期这项工作将有助于发展基于CHC功能的病虫害防治新战略。通过GC-MS分析进行CHC定量分析表明，抑制LmELO7导致CHC总量降低。因此，CHC缺乏会降低LmELO7抑制的L. migratoria的抗干燥性，并增强表皮通透性。有趣的是，LmELO7表达是在低空气湿度下诱导的。我们的结果表明，LmELO7在CHC的产生中具有至关重要的作用，因此在表皮的通透性中也起着至关重要的作用。在干旱条件下诱导LmELO7表达表明该基因在调节抗干燥性中起关键作用。预期这项工作将有助于发展基于CHC功能的病虫害防治新战略。通过GC-MS分析进行CHC定量分析表明，抑制LmELO7导致CHC总量降低。因此，CHC缺乏会降低LmELO7抑制的L. migratoria的抗干燥性，并增强表皮通透性。有趣的是，LmELO7表达是在低空气湿度下诱导的。我们的结果表明，LmELO7在CHC的产生中具有至关重要的作用，因此在表皮的通透性中也起着至关重要的作用。在干旱条件下诱导LmELO7表达表明该基因在调节抗干燥性中起关键作用。预期这项工作将有助于发展基于CHC功能的病虫害防治新战略。有趣的是，LmELO7表达是在低空气湿度下诱导的。我们的结果表明，LmELO7在CHC的产生中具有至关重要的作用，因此在表皮的通透性中也起着至关重要的作用。在干旱条件下诱导LmELO7表达表明该基因在调节抗干燥性中起关键作用。预期这项工作将有助于发展基于CHC功能的病虫害防治新战略。有趣的是，LmELO7表达是在低空气湿度下诱导的。我们的结果表明，LmELO7在CHC的产生中具有至关重要的作用，因此在表皮的通透性中也起着至关重要的作用。在干旱条件下诱导LmELO7表达表明该基因在调节抗干燥性中起关键作用。预期这项工作将有助于发展基于CHC功能的病虫害防治新战略。