褐飛虱海藻糖酶特征分析及外源化合物的抑制作用.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(St?l)是水稻的主要害蟲，有遠(yuǎn)距離遷飛的習(xí)性。海藻糖作為昆蟲的血糖，是褐飛虱體內(nèi)重要的儲(chǔ)存性能源物質(zhì)，在褐飛虱的飛行過程中為其提供能量，在褐飛虱的各種生命活動(dòng)中起著不可替代的作用。海藻糖通過血淋巴到達(dá)各個(gè)組織，被海藻糖酶水解為葡萄糖，為多數(shù)組織細(xì)胞吸收和利用。血淋巴中的海藻糖還可以轉(zhuǎn)化為甘油、山梨醇、多元醇等物質(zhì)，這些物質(zhì)可通過溶質(zhì)效應(yīng)降低過冷卻點(diǎn)，能保護(hù)細(xì)胞和酶蛋白免受凍害，提高其抗逆性。

2、
　　 為了更好的對(duì)褐飛虱進(jìn)行監(jiān)測(cè)與治理，從而控制其遷飛與危害，本文用分子生物學(xué)方法克隆褐飛虱的兩種海藻糖酶基因：可溶性海藻糖酶(NlTre-1)和膜結(jié)合海藻糖酶(NlTre-2)，并就20E（20-Hydroxyecdysone，20-羥基蛻皮酮）對(duì)不同階段兩種粗酶的活性和mRNA表達(dá)量的影響進(jìn)行了測(cè)定，在此基礎(chǔ)上測(cè)定了幾種潛在的海藻糖酶抑制劑對(duì)兩種海藻糖酶的抑制作用，在研究褐飛虱新型海藻糖酶抑制劑方面取得了一定的進(jìn)展。

3、>　　 一、褐飛虱兩種海藻糖酶基因的克隆與分析
　　 采用簡(jiǎn)并引物PCR和RACE技術(shù)克隆了褐飛虱兩種海藻糖酶的全長(zhǎng)基因，兩種海藻糖酶都含有其它昆蟲海藻糖酶的兩個(gè)功能保守區(qū)，膜結(jié)合海藻糖酶還包含一個(gè)推測(cè)的跨膜區(qū)域。褐飛虱NlTre-1推導(dǎo)的氨基酸序列與豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)和瘤姬蜂(Pimpla hypochondriaca)的可溶性海藻糖酶(Trehalase-1)具有很高的相似性，分別為52％和4

4、9％。褐飛虱的NlTre-2推導(dǎo)的氨基酸序列與西方蜜蜂(Apis mellifera)和豌豆蚜(Acyrthosiphonpisum)的膜結(jié)合海藻糖酶(Trehalase-2)相似性分別達(dá)64％和63％。
　　 二、20-羥基蛻皮酮(20-Hydroxyecdysone,20E)對(duì)不同階段兩種海藻糖酶的活性影響
　　 用20E對(duì)蟲體進(jìn)行不同劑量和不同時(shí)間處理后，檢測(cè)兩種海藻糖酶的活性變化。結(jié)果20E對(duì)褐飛虱長(zhǎng)翅5齡雌蟲的

5、膜結(jié)合海藻糖酶無明顯影響，可溶性海藻糖酶在經(jīng)過20E處理后，活性有小幅增長(zhǎng)。
　　 三、兩種海藻糖酶基因在20E作用下的差異表達(dá)
　　 比較了在有無20E作用下，兩種海藻糖酶基因在褐飛虱不同發(fā)展階段的差異表達(dá)。五齡長(zhǎng)翅雌蟲的兩種海藻糖酶基因在無20E作用時(shí)，所有階段樣本的NlTre-1表達(dá)量都比NlTre-2要高，但兩者總體保持穩(wěn)定，僅在蛻皮第四天后NlTre-1有小幅增長(zhǎng)。而用8ng/頭劑量的20E處理剛蛻皮后五齡長(zhǎng)翅

6、雌蟲的第四天后，NlTre-1表達(dá)量明顯上升，NlTre-2的表達(dá)量則沒有明顯變化。
　　 四、外源化合物對(duì)褐飛虱海藻糖酶的抑制作用
　　 測(cè)定了幾種不同結(jié)構(gòu)的外源化合物對(duì)于兩種海藻糖酶的抑制作用。在50μM濃度各種外源化合物的影響下，可溶性海藻糖酶的活性未受影響，而膜結(jié)合海藻糖酶的活性則受到不同程度的抑制。化合物IPP03和IPP04對(duì)膜結(jié)合海藻糖酶的抑制效果較好，50μM下的抑制率分別達(dá)72.49％和79.20％，兩