cDNA Cloning and Expression Analysis of the Nicotinic Acetylcholine Receptor Alpha6 Subunit in the Oriental Fruit Fly, Bactrocera Dorsalis (Diptera: Tephritidae)

Wen-Jia Yang, Yi Tian, Lin Cong, Wei Dou, Jin-Jun Wang

Abstract


Nicotinic acetylcholine receptors (nAChR) play major roles in the fast synapse cholinergic transmission in the insect central nervous system, and they are recognized as potential target sites for insecticides. In this study, the full-length cDNA sequence of the nAChR alpha6 subunit (Bdorα6) was isolated and characterized from the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis, using the Rapid Amplification of cDNA Ends (RACE) technique. The Bdorα6 cDNA was 2020 bp long, containing an open reading frame of 1467 bp, which encodes 488 amino acid residues with a predicated molecular mass of 55.6 kDa. Homology analysis indicated that Bdorα6 has typical features of a nAChR α subunit. Phylogenetic analysis with other insect nAChR subunits suggested that Bdorα6 was most closely related to Dα6 of Drosophila melanogaster. The developmental changes and tissue-specificity of the relative expression levels of Bdorα6 were investigated using quantitative real-time PCR. The highest expression level was observed in the first instar larva and the lowest was in the pupa, and there was a descending expression level during the developmental period from the first instar larva to the pupa. The relative expression levels were 23-, 39-, 6-, 2- and 27-fold higher in the egg, first, second and third instar larvae and adult than in the pupa, respectively. Furthermore, Bdorα6 was expressed in the head and thorax at 109- and 15-fold higher levels than in the abdomen. The results provided some important baseline data for further molecular studies in Bactrocera dorsalis.

Los receptores nicotínicos de la acetilcolina (RnACh) juegan un papel importante en la rápida transmisión colinérgica de la sinapses del sistema nervioso central de insectos, y son reconocidos como sitios claves potenciales para dirigir los insecticidas. En este estudio, la secuencia completa de cADN de la subunidad nAChR alpha6 (Bdorα6 ) de la mosca oriental de la fruta, Bactrocera dorsalis, fue aislada y caracterizada utilizando la técnica de la rápida amplificación de cDNA extremos (RACE) . El cADN fue Bdorα6 2020 pb de longitud, que contiene un marco de lectura abierto de 1467 pb, que codifica 488 residuos de aminoácidos con una masa molecular de 55.6 basa kDa. El análisis de homología indicó que el Bdorα6 tiene caracteristicas típicas de una subunidad α de RnACh. El análisis filogenético de las subunidades de RnACh de otros insectos sugiere que el Bdorα6 esta más estrechamente relacionado con el Dα6 de Drosophila melanogaster. Los cambios en el desarrollo y la especificidad de los tejidos de los niveles de expresión relativa del Bdorα6 fueron investigados utilizando RCP cuantitativo de tiempo real. El nivel de expresión más alto se observó en las larvas de primer estadio y el más bajo fue en las pupas, y hubo un nivel de expresión descendente durante el período de desarrollo de las larvas de primer estadio hasta las pupas. Los niveles relativos de expresión fueron 23 -, 39 -, 6 - 2 - y 27 veces más altos en los huevos, los primeros, segundos y terceros estadios de las larvas y los adultos que en las pupas, respectivamente. Además, el nivel del Bdorα6 en la cabeza y el tórax se expresó a 109 - y 15 veces mayor que en el abdomen. Los resultados provee una linea de base de información importante para futuros estudios moleculares sobre Bactrocera dorsalis.

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