棉铃虫3个羧酸酯酶基因的时空表达差异研究

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棉铃虫(Helicoverpa armigera(Hübne))是夜蛾科(Noctuidae)一种世界性的农业害虫。羧酸酯酶是昆虫体内一类重要的解毒酶,与有机磷类、拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类等杀虫剂的解毒作用密切相关。本研究基于课题组前期分离的系列羧酸酯酶基因,采用双内参法通过荧光定量PCR技术对其中3个羧酸酯酶基因WH001G、WH001A和WH001H在棉铃虫不同生长发育阶段和不同组织的表达差异性进行了测定和分析;并进一步在室内测定杀虫剂氰戊菊酯对棉铃虫3龄幼虫的毒力曲线,分析了棉铃虫3龄幼虫在药剂(LD30)处理0 h、4 h、8 h、12 h、24 h、48 h、72 h后,上述两个羧酸酯酶基因WH001G和WH001A在其体内表达水平的变化趋势,以明确菊酯类杀虫剂对棉铃虫羧酸酯酶的表达水平的影响。上述研究结果为最终明确羧酸酯酶在棉铃虫对杀虫剂代谢的功能奠定基础。主要研究结果如下:1.羧酸酯酶基因WH001G、WH001A和WH001H在棉铃虫不同生长发育阶段和不同组织中的表达水平测定和分析在棉铃虫的卵、1-5龄期、蛹和成虫共8个不同生长发育阶段中,WH001G在1龄(N1)和5龄(N5)阶段的表达水平最高,是对照卵的5倍左右;其次是2龄(N2)的表达量最高,3龄(N3)和4龄(N4)的相对表达量低于2龄(N2),是卵的2-4倍;但是,WH001G在蛹(P)和成虫(AD)体内的表达量很低。在不同组织中,WH001G在中肠(MG)的相对表达水平最高,约是对照头部的76倍,在前肠(FG)中表达相对较高,在其余组织内基本不表达。WH001A在棉铃虫的卵、1-5龄期、成虫共8个生长发育阶段中,除3龄(N3)和成虫阶段(AD)外,其表达量呈逐渐上升趋势,5龄(N5)时表达量最高,是卵的30倍;其次是4龄(N4)和蛹期(P)的表达量最高,分别是卵的15倍和18倍,在2龄(N2)的表达量低于4龄(N4)和蛹期(P);WH001A除卵(EGG)的3个龄期略有表达。在不同组织内,WH001A在脂肪(FB)的表达量最高,是头部的5.7倍,其次是前肠(FG)和中肠(MG),分别是头部的2.59倍和1.17倍。WH001A在除头部(BR)外的其余2个部位基本不表达。WH001H从卵(EGG)到幼虫5龄(N5),表达量一直在逐渐增长,到5龄(N5)达到最高,是卵的52倍;WH001A在蛹(P)和成虫(AD)表达量极低,几乎不表达。WH001H在中肠(MG)中表达量最高,约是头部(BR)的160倍,在头部(BR)基本不表达,在其它四个部位略有表达。2.棉铃虫毒力测定及氰戊菊酯对棉铃虫羧酸酯酶基因WH001G和WH001A表达的影响在氰戊菊酯LD30剂量下处理棉铃虫3龄幼虫,WH001G在0-4 h表达量明显升高,在4 h-72 h内,其表达水平整体呈下降的趋势。与对照组相比,WH001G在0 h-12 h的表达量较高,然而在12 h-72 h内,WH001G的相对表达水平低于对照组的,特别是在24 h,实验组的WH001G的相对表达量仅是对照的三分之一。经氰戊菊酯处理后,WH001A在24 h内的表达量均逐渐降低,在24 h-48 h的相对表达量升高,48 h后又开始下降。另外,除在24 h和72 h外,实验组WH001A的表达量均高于对照组。综上,在棉铃虫的不同发育阶段,羧酸酯酶基因WH001G在1龄和5龄的表达水平最高,WH001A在和WH001H在4龄和5龄的表达水平最高;在棉铃虫的不同组织中,羧酸酯酶WH001G和WH001H在中肠表达水平最高,WH001A在脂肪体表达水平最高,其次是前肠。在氰戊菊酯LD30剂量处理下,WH001G在4 h、8 h和12 h时表达量高于对照,在24 h、48 h时表达量低于对照,表明棉铃虫在氰戊菊酯处理后前期表达上调;WH001A在药剂处理12 h内略有上调,但变化不明显。
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