氟蟲腈脅迫下小菜蛾生理生化及基因表達變化.pdf

1、小菜蛾(Plutella xylostella L.)是一種世界性的十字花科蔬菜主要害蟲，它對化學殺蟲劑和生物殺蟲劑都能很快地產生抗性。目前殺蟲劑的使用仍然是控制小菜蛾的重要手段。由于殺蟲劑的過度使用，小菜蛾已對多種藥劑產生了不同程度的抗性。近年來對殺蟲劑的研究已經涉及生理、生化以及分子多個方面，但小菜蛾對殺蟲劑的脅迫響應尚缺系統(tǒng)的研究。為了能使殺蟲劑持久地發(fā)揮作用，保證靶標位點的敏感性，系統(tǒng)研究殺蟲劑作用的有關機制是很有必要的。

2、>　　 氟蟲腈(Fipronil)是首個用于有害生物防治的苯基吡唑類殺蟲劑，其作用靶標是γ-氨基丁酸受體(GABA)，起到阻斷由GABA控制的神經膜氯離子通道的作用，對包括小菜蛾在內的多種農業(yè)害蟲有防治作用。
　　 本研究以小菜蛾為材料，采用LC50劑量的氟蟲腈進行處理，從解毒酶系、蛋白質和基因等方面研究了小菜蛾響應殺蟲劑氟蟲腈脅迫的生理生化及分子機制，初步揭示了可能參與到小菜蛾響應氟蟲腈脅迫的蛋白，克隆了與機體免疫反應和能量

3、代謝相關的4個基因，并明確了這4個編碼基因的表達動態(tài)，為進一步研究小菜蛾對氟蟲腈的響應機制奠定了基礎。
　　 1.小菜蛾對氟蟲腈的生理生化響應
　　 在小菜蛾幼蟲對氟蟲腈的短期響應中，體內的多功能氧化酶(MFO)、酯酶(EST)和谷胱甘肽-S-轉移酶(GSTs)的活性均顯著高于對照組，在24h內，隨著處理時間的延長，各解毒酶的活性也逐漸提高。在3種解毒酶中，MFO對外界的刺激更加敏感，受誘導程度最高，在響應初期活性就快速

4、升高。
　　 2.小菜蛾對氟蟲腈響應蛋白的分析鑒定
　　 利用雙向電泳和質譜技術的差別蛋白質組學技術，研究氟蟲腈處理后，小菜蛾在0h、8h、16h和24h時蛋白質組差異，觀察到20個蛋白發(fā)生了差異表達，其中9個蛋白點為下調表達，11個蛋白點為上調表達，其中5個蛋白點僅在處理組表達。在鑒定成功的17蛋白點，包括了免疫反應和各種代謝途徑參與蛋白，還有細胞骨架蛋白、分子伴侶等。這些蛋白參與了昆蟲體內的多個生理過程，反映了小菜蛾

5、對殺蟲劑的響應會在細胞骨架、代謝水平等多方面發(fā)生綜合的改變，說明昆蟲在應對殺蟲劑的響應是一個網絡系統(tǒng)。
　　 3.小菜蛾響應氟蟲腈相關蛋白的基因克隆與分析
　　 本研究克隆得到小菜蛾在響應氟蟲腈過程中與免疫相關的硫氧還蛋白過氧化物酶(thioredoxin peroxidase，TPx)和凝集素(C-type lectin)、與能量代謝相關的ATP合酶亞基d(ATP synthase unit d)、以及腺苷酸轉移酶(a

6、denine nucleotidetranslocase，ANT)這4個基因的cDNA全長序列，利用生物信息學方法分析了這4個基因的結構和所編碼蛋白質的結構特征及其與其他昆蟲的同源性，構建了所編碼蛋白質的3D結構模型。
　　 采用實時熒光定量PCR在mRNA水平上分析了這4個基因的表達特性。結果表明這4個基因在敏感品系小菜蛾的生長發(fā)育過程都能檢測到，并且有表達量上的差異；在對氟蟲腈脅迫的短期響應中，4個基因的表達量也會由于殺蟲劑