殺蟲劑處理對甜菜夜蛾尿苷二磷酸葡萄糖基轉移酶基因表達的影響.pdf

1、隨著甜菜夜蛾抗藥性的問題日趨嚴重，并且對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上造成的影響越來越嚴重，需要進一步對昆蟲的抗性機制進行更加深入的了解，同時理解害蟲抗藥性的作用機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)，包括細胞色素P450酶、酯酶及谷胱甘肽S-轉移酶等多種解毒代謝酶介導的殺蟲劑代謝解毒作用的增強是害蟲抗藥性產(chǎn)生的主要機制。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特征結構:(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進入內(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一起構建進化樹。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表達的影響
　　脂肪體細胞被殺蟲劑處理后，UGT基因的表達會迅速作出響應，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水平顯著上調(diào)，而UGT33V1表達水平顯著下調(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胞后，其UGT基因表達變化相似度非常高，其中UGT33T3、UGT33J3、UGT40D5以及UGT42B5在這4種藥劑處理后其表達水平都顯著上調(diào)，同時UGT33V1表達水平顯著下調(diào)。而阿維菌素處理后的脂肪體UGT基因表達水平的變化與以上4種藥劑有很大差異，僅有UGT33T3和UGT40D5表達水平上調(diào)，大多數(shù)UGT基因的表達水平展現(xiàn)出不同程度的下調(diào)。
　　顯然脂肪體細胞對阿維菌素以及其它4種殺蟲