殺蟲劑處理對甜菜夜蛾尿苷二磷酸葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因表達(dá)的影響.pdf

1、隨著甜菜夜蛾抗藥性的問題日趨嚴(yán)重，并且對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上造成的影響越來越嚴(yán)重，需要進(jìn)一步對昆蟲的抗性機(jī)制進(jìn)行更加深入的了解，同時理解害蟲抗藥性的作用機(jī)制也是我們制定害蟲綜合防治策略的前提。害蟲體內(nèi)的解毒代謝酶在害蟲抗藥性的發(fā)展歷程中扮演著不可替代的角色，已經(jīng)有大量報道發(fā)現(xiàn)，包括細(xì)胞色素P450酶、酯酶及谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶等多種解毒代謝酶介導(dǎo)的殺蟲劑代謝解毒作用的增強(qiáng)是害蟲抗藥性產(chǎn)生的主要機(jī)制。UGT在哺乳動物解毒代謝中起到非常重要的作用，但昆

2、蟲UGT是否參與對殺蟲劑的解毒代謝，并導(dǎo)致抗藥性，目前尚未見研究報道。本研究首次對甜菜夜蛾UGT基因開展系統(tǒng)的分析，從而為研究甜菜夜蛾對殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的分子機(jī)制提供新的依據(jù)。
　　1.甜菜夜蛾UGT基因的克隆與特征
　　首次報道甜菜夜蛾幼蟲表達(dá)的32個UGT基因，得到的所有甜菜夜蛾UGTs氨基酸序列都包含UGT特征結(jié)構(gòu):(FVA)-(LIVMF)-(TS)-(HQ)-(SGAC)-G-X(2)-(STG)-X(2)-(DE

3、)-X(6)-P-(LIVMFA)-(LIVMFA)-X(2)-P-(LMVFIQ)-X(2)-(DE)-Q（括號中列舉的是必需氨基酸所在的位置，X代表可以是任意氨基酸）。雖然這些UGTs的N末端顯示出較少的氨基酸保守性，但是所有的N末端都包含一個將該蛋白引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號肽，同時C末端具有一個錨定UGT蛋白于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的親水跨膜區(qū)域。所有的甜菜夜蛾的UGTs蛋白序列與鱗翅目的其它種類昆蟲具有較高的氨基酸同源性。
　　2.甜菜夜

4、蛾UGT基因系統(tǒng)進(jìn)化分析
　　利用鱗翅目家蠶的42個UGTs和棉鈴蟲的40個UGTs與克隆的32個全新的甜菜夜蛾UGTs一起構(gòu)建進(jìn)化樹。發(fā)現(xiàn)UGT基因顯示出較高的種間保守性，同時甜菜夜蛾的UGT基因與家蠶和棉鈴蟲UGTs具有較高的同源性并且系統(tǒng)進(jìn)化方面也具有較高的相似性。所有的32個甜菜夜蛾UGTs分別從屬于9個不同的UGT家族。UGT33B14，UGT33B15, UGT33B16, UGT33F5, UGT33F6, UGT3

5、3F7, UGT33F8, UGT33J3,UGT33T3，UGT33V1，UGT33V2，UGT33V3，UGT33V4共13個UGT基因組成了是甜菜夜蛾UGT家族中最大的UGT33家族。第二大家族是UGT40包含11個UGT基因，分別是UGT40D3, UGT40D5, UGT40F3, UGT40F4, UGT40F5, UGT40L3, UGT40M2,UGT40M3，UGT40Q2，UGT40R4，UGT40U2。剩余的的甜菜

6、夜蛾UGT基因分別屬于只包含一到兩個基因的小家族。
　　3.殺蟲劑處理對UGT表達(dá)的影響
　　脂肪體細(xì)胞被殺蟲劑處理后，UGT基因的表達(dá)會迅速作出響應(yīng)，比較茚蟲威、氰氟蟲腙、氯蟲苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯以及阿維菌素5種殺蟲劑處理后，UGT基因表達(dá)水平的變化差異。在所有分析的32個UGT基因中僅有UGT33T3與UGT40D5在5種藥劑處理后都表達(dá)水平顯著上調(diào)，而UGT33V1表達(dá)水平顯著下調(diào)。茚蟲威、氰氟蟲腙、氯蟲苯甲酰胺、

7、高效氯氟氰菊酯4種藥劑處理脂肪體細(xì)胞后，其UGT基因表達(dá)變化相似度非常高，其中UGT33T3、UGT33J3、UGT40D5以及UGT42B5在這4種藥劑處理后其表達(dá)水平都顯著上調(diào)，同時UGT33V1表達(dá)水平顯著下調(diào)。而阿維菌素處理后的脂肪體UGT基因表達(dá)水平的變化與以上4種藥劑有很大差異，僅有UGT33T3和UGT40D5表達(dá)水平上調(diào)，大多數(shù)UGT基因的表達(dá)水平展現(xiàn)出不同程度的下調(diào)。
　　顯然脂肪體細(xì)胞對阿維菌素以及其它4種殺蟲