飛蝗谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶基因的殺蟲劑解毒功能.pdf

1、飛蝗是世界范圍內(nèi)的重要農(nóng)業(yè)害蟲，我國歷史上蝗災(zāi)、水災(zāi)和旱災(zāi)并稱三大自然災(zāi)害，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大影響。而某些有機(jī)磷殺蟲劑的大量使用已使得飛蝗產(chǎn)生了抗藥性，同時(shí)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成污染，這種抗藥性的產(chǎn)生可能與谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)代謝解毒機(jī)制相關(guān)。本文對谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶基因進(jìn)行了相關(guān)研究，以期為飛蝗的有效防治提供新的思路。本文主要內(nèi)容如下:
　　一、飛蝗谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶基因功能研究
　　本文對5個(gè)飛蝗GST基因功能進(jìn)行了研究，

2、分別對飛蝗注射5個(gè)GST基因（LmGSTd1、LmGSTs3、LmGSTs5、LmGSTt1和LmGSTu1）的雙鏈RNA(dsRNA)，特異性沉默相應(yīng)的GST，24 h后采用殺蟲劑（DDT、毒死蜱、溴氰菊酯、馬拉硫磷和西維因）點(diǎn)滴蟲體，探索飛蝗對不同種類殺蟲劑的解毒功能。研究發(fā)現(xiàn)注射LmGSTs3dsRNA后點(diǎn)滴西維因，蟲體死亡率從43％增加至82％。注射LmGSTs5 dsRNA后點(diǎn)滴西維因，蟲體死亡率從22.6％增加至50.7％，

3、點(diǎn)滴馬拉硫磷后蟲體死亡率從13.9％增加至40％。注射LmGSTu1 dsRNA后點(diǎn)滴西維因，蟲體死亡率從43％增加至55％，點(diǎn)滴毒死蜱后蟲體死亡率從39.4％增加至57.5％。分別注射5個(gè)GST dsRNA，點(diǎn)滴溴氫菊酯或DDT后蟲體死亡率與對照相比均未見明顯差異。表明不同的GST基因參與了不同殺蟲劑的解毒過程。GST Sigma家族在西維因的解毒過程中起著重要作用，個(gè)別GSTsigma家族可能同時(shí)參與馬拉硫磷的解毒過程，而LmGST

4、u1可能與西維因和毒死蜱在飛蝗體內(nèi)的解毒過程相關(guān)。
　　二、不同殺蟲劑對飛蝗谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶的影響
　　通過對飛蝗點(diǎn)滴三種殺蟲劑（毒死蜱、馬拉硫磷和西維因），24 h后檢測不同濃度殺蟲劑處理后飛蝗GST活性，采用Real-time PCR方法檢測了10個(gè)GST的mRNA表達(dá)水平，采用Western blot方法檢測了4個(gè)GST(LmGSTd1、LmGSTs5、LmGSTt1和LmGSTu1)的蛋白表達(dá)水平。結(jié)果表明:毒死蜱可

5、引起飛蝗以DCNB和pNBC為底物的GST活性降低，但以CDNB為底物的GST活性不受其影響;馬拉硫磷可導(dǎo)致三種底物GST活性均降低;西維因可引起除pNBC為底物的其它兩種底物的GST活性降低。毒死蜱對飛蝗GST的mRNA表達(dá)影響最為廣泛，除LmGSTs1和LmGSTs7表達(dá)未見改變外，其余8個(gè)GST中有7個(gè)表達(dá)下調(diào)，只有LmGSTd1表達(dá)上升，所檢測的四種蛋白表達(dá)水平與mRNA水平變化趨勢相同。馬拉硫磷和西維因處理后LmGSTs2的m

6、RNA表達(dá)水平下調(diào)，LmGSTd1和LmGSTs7 mRNA表達(dá)水平上升，LmGSTd1蛋白表達(dá)也上調(diào)。GST活性的降低和部分GST的表達(dá)下調(diào)可能與氧化損傷有關(guān)，同時(shí)提示LmGSTd1、LmGSTu1和LmGSTs7在飛蝗抗性產(chǎn)生中可能具有潛在的意義。
　　三、飛蝗谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶蛋白在不同組織部位表達(dá)的研究
　　采用Western blot方法檢測了4個(gè)谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶蛋白(LmGSTd1、LmGSTs5、LmGSTt1和

7、LmGSTu1)在飛蝗不同組織部位的表達(dá)水平，以研究相關(guān)谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶在不同組織部位的表達(dá)差異。結(jié)果表明:LmGSTd1蛋白在不同組織部位均有表達(dá)，在馬氏管、脂肪體和肌肉中表達(dá)量相對較高;LmGSTs5蛋白在飛蝗除前腸外的各組織部位中均有表達(dá)，其中，以馬氏管中表達(dá)量最高;LmGSTt1和LmGSTu1蛋白只在中腸、胃盲囊、后腸、馬氏管和脂肪體中表達(dá)，其中，又以馬氏管中的表達(dá)量為最高?？傊?，各GSTs蛋白基本都在飛蝗的消化道、馬氏管和脂