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摘要：核受体基因（NRs）对节肢动物发育繁殖重要，在狼蛛Pardosa
pseudoannulata基因组中鉴定出23个NRs，RNAi实验表明EcR和USP-1影响幼蛛发育及卵的存活，其介导的信号传导调控狼蛛发育繁殖，蜕皮激素信号受抑制的雌性狼蛛会消耗非存活卵囊，对种群保护具有重要意义。
关键词：狼蛛；核受体基因；蜕皮激素
文 章 信 息
译名：EcR/USP-1介导的蜕皮激素信号转导调控狼蛛（Pardosa
pseudoannulata）发育与繁殖
发表时间：2022年10月
期刊影响因子：4.0（2023）
第一单位：南京农业大学植物保护学院作物病虫害综合治理教育部重点实验室
通讯单位：南京农业大学植物保护学院作物病虫害综合治理教育部重点实验室
文 章 亮 点
1.狼蛛基因组中NR家族的鉴定与分析
2.EcR/USP介导的信号传导机制研究
3.狼蛛独特繁殖策略补偿机制的发现
文 章 内 容
1 研究意义
狼蛛Pardosa
pseudoannulata能够捕食农田中的各种害虫，其母性关怀行为包括携带卵囊和幼蛛等行为，对后代的保护和生存至关重要。核受体基因（NRs）在节肢动物的发育和繁殖中起着至关重要的作用，尤其是蜕皮激素受体（EcR）和超气门蛋白（USP）。目前在昆虫中对NRs的研究较多，但在蜘蛛中的研究相对较少。因此，本研究旨在基于基因组数据，研究狼蛛中的NR家族，探讨EcR和USP-1在蜕皮激素信号传导中的作用，以及该信号传导对狼蛛发育和繁殖的调控作用。2 研究方法
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3 研究结果
3.1
NRs的鉴定与特征
在狼蛛基因组中鉴定出23个NRs，分布在6个亚家族（Fig.
1A）。其中部分基因存在重复，所有NRs包含关键结构域，但SVP-2缺少DNA结合域（Fig.
1B）。![]()
3.2EcR和USPs的时空表达
EcR和USP-2在幼蛛中表达较高，在成蛛中较低；USP-1在交配雌性中表达显著，与EcR和USP-2相反（Fig.
2A）。在2龄幼蛛中，EcR和两个USPs在蜕皮前表达有变化（Fig.
2B）。EcR和两个USPs在所有测试组织中均有表达，USP-2在脂肪体、卵巢和睾丸中表达量极少（Fig.
2C）。3.3EcR和USPs在狼蛛发育中的作用
RNAi处理幼蛛后，EcR的干扰导致幼蛛显著死亡，USP-1的干扰导致幼蛛蜕皮延迟，而USP-2干扰对幼蛛发育无影响（Fig.
3）。3.4EcR和USPs在狼蛛繁殖中的作用
干扰EcR和两个USPs的基因表达，导致交配后的雌性狼蛛消耗自己的卵囊，其中含有非存活卵，且干扰EcR和USP-1的雌性狼蛛产生非存活卵囊的比例更高，但在产卵前、卵的数量和重量方面与对照组无显著差异，USP-2干扰会减少卵量但不影响其质量（Fig.
4）。![]()
3.5EcR和USPs对蜕皮激素变化的转录响应
EcR和USP-1的转录水平受蜕皮激素调节，PA应用使其上调，CYP307A1敲低使其下调，而USP-2不受蜕皮激素变化影响（Fig.
5）。3.6蜕皮激素干扰对狼蛛发育和繁殖的影响
抑制蜕皮激素生物合成影响幼蛛蜕皮和雌性狼蛛的卵囊质量，导致其产生非存活卵囊，与EcR和USP-1沉默的雌性类似，CYP307A1沉默的雌性消耗了它们无活力的卵囊（Fig.
6A、B、C）。对雌性狼蛛的产卵前时期、卵量和卵重量无影响（Fig.
6D、E、F）。![]()
3.7雌性狼蛛生殖周期的持续时间
对照组（dseGFP）雌性狼蛛在第一个生殖周期中，携带卵囊和幼蛛的时间以及再次产卵的间隔时间与处理组（dsECR、dsUSP-1、dsCYP307A1）不同，处理组雌性消耗卵囊后再次产卵的间隔时间更短（Table.
1）。4 讨论
在狼蛛基因组中确定了23个NRs，它们分布在6个亚家族。这一数量与昆虫NRs数量相似。值得注意的是，部分NRs存在重复，这在蛛形纲中可能较为普遍，与昆虫中多数NRs单拷贝的情况有所不同。以USP/RXRs为例，其在蛛形纲动物中的功能分化受到关注。在狼蛛中，EcR和两个USPs在时空表达上呈现出差异，进而导致功能分化。EcR和USP-1的干扰对狼蛛发育和繁殖有显著影响，而USP-2的影响相对较小。研究发现EcR和USP-1受蜕皮激素调控，对它们的干扰以及蜕皮激素生物合成的抑制会产生相似的表型，这表明EcR/USP-1介导的信号传导在狼蛛的发育和繁殖中起着关键作用。然而，对于非存活卵产生的机制，可能与卵黄生成无关，还需要进一步深入探究。抑制蜕皮激素信号传导会产生非存活卵，这对狼蛛种群增长造成严重限制。但雌性狼蛛会主动消耗非存活卵囊，从而缩短生殖周期，在一定程度上补偿种群增长。此外，农业生产中使用的蜕皮激素类似物农药可能会干扰狼蛛的正常生理过程，因此在害虫防治过程中，应合理选择农药，以保护狼蛛这一重要的生物资源。5 主要结论
在狼蛛基因组中鉴定出23个NRs，其中EcR和USP-1在发育和繁殖中起关键作用。EcR/USP-1介导狼蛛的蜕皮激素信号传导，抑制该信号其会产生非存活卵。雌性狼蛛会主动消耗卵囊以缩短生殖周期，补偿种群增长，本研究为狼蛛保护及害虫防治提供了参考依据。Reference：
Yang Z M, Yan Y
Y, Wu Y,et al. EcR/USP-1-mediated ecdysteroid signaling regulates wolf spider (Pardosa
pseudoannulata) development and reproduction[J]. Zoological Research, 2023,
44(1): 43-52.
https://doi.org10.24272/j.issn.2095-8137.2022.282
本期分享来自2024级草学专业硕士研究生李忠意
