馬鈴薯甲蟲谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶家族基因的鑒定及其對三種殺蟲劑的響應(yīng).pdf

1、馬鈴薯甲蟲是取食馬鈴薯葉片的重要害蟲，常引起馬鈴薯產(chǎn)量的巨大損失。長期的化學(xué)殺蟲劑使用導(dǎo)致抗藥性快速發(fā)展，這使防治難度變得更大。研究發(fā)現(xiàn)，谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(glugathione S-transferase，GST)活性增強(qiáng)導(dǎo)致馬鈴薯甲蟲幼蟲對伏殺硫磷及氯菊酯的抗性。我們之前增效劑測定實驗也表明，GST可能參與多種殺蟲劑的解毒代謝。目前，馬鈴薯甲蟲的GST基因家族尚未系統(tǒng)鑒定，參與殺蟲劑代謝的GST基因也尚未明確。有鑒于此，本文主要開展了

2、以下3個方面的工作。
　　一、馬鈴薯甲蟲GST基因挖掘及鑒定
　　基于馬鈴薯甲蟲的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，經(jīng)過同源搜索和基因預(yù)測，發(fā)現(xiàn)34個GST候選序列。采用RT-PCR驗證了上述候選GST基因序列的正確性，應(yīng)用RACE技術(shù)獲得了部分GST基因的全長cDNA序列(GenBank登錄號為KU522306-KU522339)。結(jié)合赤擬谷盜、黑腹果蠅、家蠶、西方蜜蜂、岡比亞按蚊和豌豆蚜的GST蛋白，建立了系統(tǒng)發(fā)育樹，分析了它們的系統(tǒng)

3、進(jìn)化。最終，我們獲得了30個GST基因，其中29個基因編碼細(xì)胞質(zhì)GST，1個基因編碼微粒體GST。29個細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基因中，3、10、5、4、4、1個基因分屬于delta、epsilon、omega、sigma、theta和zeta亞家族。另外2個GST基因不屬于已知亞家族而未能歸類。
　　二、馬鈴薯甲蟲GST基因結(jié)構(gòu)分析
　　通過對GST基因進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育及結(jié)構(gòu)分析，我們發(fā)現(xiàn)，30個GST基因分布在17個染色體骨架(scaff

4、olds)上。10個epsilon亞家族的GST基因中，有8個(LdGSTe1至LdGSTe8)分布在染色體骨架12上，2個(LdGST9和LdGSTe10）分布在染色體骨架1223上。亞家族epsilon的GST基因在染色體上的位置與系統(tǒng)發(fā)育樹中預(yù)測的進(jìn)化過程是一致的。另外，馬鈴薯甲蟲中2個omega亞家族和1個sigma亞家族GST基因位于染色體骨架134。3個sigma亞家族GST基因位于scaffold521。2個未歸類GST基

5、因位于染色體骨架615。其他GST基因則分別位于不同的染色體骨架。還分析了馬鈴薯甲蟲GST基因的內(nèi)含子-外顯子結(jié)構(gòu)。30個GST基因共包含83個內(nèi)含子。平均每個GST基因包含2.8個內(nèi)含子。不存在不包含內(nèi)含子的基因。另外，我們還發(fā)現(xiàn)LdGSTe2、LdGST和LdGSTo3存在多個可變剪切體。
　　三、三種殺蟲劑（高效氯氰菊酯、氟蟲腈、硫丹）誘導(dǎo)GSTs的表達(dá)動態(tài)
　　經(jīng)高效氯氰菊酯處理后存活的馬鈴薯甲蟲，其LdGSTe2a

6、、LdGSTe2b、LdGSTe10、LdGSTu2、LdGSTo5和LdGSTt1表達(dá)水平分別上調(diào)18.0、9.8、3.4、11.8、4.9和21.4倍。與此類似，氟蟲腈處理后，LdGSTe2a、LdGSTe2b、LdGSTo5和LdGSTt1分別上調(diào)了3.6、28.3、4.8和6.6倍。硫丹處理后，LdGSTd1、LdGSTe2a、LdGSTe2b、LdGSTu2、LdGSTo5和LdGSTt1的轉(zhuǎn)錄水平分別上調(diào)了4.9、5.9、1