几丁质酶I和II在松墨天牛蜕皮过程中角质层几丁质周转中的重要功能

昆虫必须定期用新的角质层/外骨骼替换旧的角质层/外骨骼，这一过程称为蜕皮，以便在连续的发育阶段中持续生长。许多 RNA 干扰 (RNAi) 研究表明，某些几丁质酶 (CHT) 在这一重要的生理事件中发挥作用，因为这些 CHT 基因的敲除会导致几种昆虫在随后的蜕皮期发育停滞。在本研究中，我们分析了 I 型 (MaCHT5) 和 II 型 (MaCHT10) CHT 基因在松墨天牛 (Monochamus alternatus) 蜕皮中的功能，松墨天牛是一种重要的森林害虫，被称为松材线虫的主要媒介。qPCR 显示这两个 CHT 基因在发育后期的表达模式不同。 RNAi 消耗 MaCHT5 或 MaCHT10 转录本会导致致命的幼虫-蛹和蛹-成虫蜕皮缺陷，具体取决于发育过程中双链 RNA (dsRNA) 的注射时间。 这些昆虫无法脱落旧角质层而死亡。 

此外，透射电子显微镜分析表明，与 dsEGFP 处理的对照不同，dsMaCHT5 和 dsMaCHT10 处理的成虫表现出其老蛹角质层的内表皮层降解失败，保留了几乎完整几丁质薄片和垂直孔管纤维（图 1.）。这两种酶对于几丁质旧内表皮的完全更新是不可或缺的，这对于昆虫蜕皮至关重要。还讨论了 MaCHT10 的两个剪接变体，即 MaCHT10a 和 MaCHT10b 的可能功能。 

图 1. RNAi 几丁质酶对松墨天牛蜕皮的影响

我们的结果揭示了 MaCHT5 和 MaCHT10 在几丁质周转中的相对重要性及其作用的细微差别，为昆虫几丁质分解代谢的进一步功能研究增加了知识库。这些必需基因及其编码的蛋白质是控制松斑潜蝇和其他害虫种群的潜在靶标。

https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2023.105496