芥子油苷对豌豆蚜细胞色素P450s和谷胱甘肽S-转移酶诱导表达的影响

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mryangjinhui
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豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)是许多农作物和牧草的重要害虫,其刺吸不仅造成产量的严重损失,而且传播多种植物病毒。因此,本研究将从植物与蚜虫之间互作的角度,利用植物产生的次生物质来防治蚜虫,并以含有不同浓度芥子油苷的人工饲料饲喂豌豆蚜,利用目前非常成熟的q RT-PCR和RNAi技术,在分子生物学水平上探讨分析豌豆蚜取食含有芥子油苷的人工饲料后,解毒酶基因表达的变化情况。取得如下主要结果:1.明确了芥子油苷对2种色型豌豆蚜体内保护酶及解毒酶活性的影响通过采用豌豆蚜人工饲料薄膜技术,添加不同浓度的芥子油苷(CK=0μmol/g;A=0.94μmol/g;A2=1.87μmol/g;A3=2.86μmol/g),测定了红色型和绿色型豌豆蚜的保护酶及解毒酶活性。结果表明,芥子油苷对2种色型豌豆蚜的体内保护酶和解毒酶活性均具有一定的促进作用。随着人工饲料中芥子油苷浓度的增加,红色型和绿色型豌豆蚜体内的3种保护酶(包括SOD、POD和CAT)活性都显著性升高(P<0.05)。此外,相对于取食正常人工饲料的豌豆蚜,随着取食含有芥子油苷的人工饲料时间的延长和芥子油苷浓度的升高,Car E、GSTs和P450s酶活性逐渐升高。2.分析了豌豆蚜取食不同浓度芥子油苷后P450s和GSTs基因的表达通过分析豌豆蚜取食添加芥子油苷的人工饲料后3种解毒酶酶活的变化,表明GSTs和P450s酶活性存在显著差异。筛选在解毒代谢过程中起重要作用的P450s和GSTs基因,利用荧光定量PCR检测GSTs和P450s酶基因在两种色型的豌豆蚜取食添加芥子油苷的人工饲料后的表达。结果表明,绿色豌豆蚜体内P450s在取食72 h后,有22个P450s基因显著上调表达,其中APCYP6K109、APCYP6A1401、APCYP4C102、APCYP4C109和APCYP4C1015分别上调表达6.94倍、4.23倍、4.54倍、4.50倍和5.93倍;并有10个基因表达下调,其中APCYP6K103、APCYP6A1301、APCYP4C101和APCYP4G1504分别下调表达为4.63倍、2.07倍、3.25倍和2.05;剩下6个P450s基因下调表达倍数都在2倍以下(P<0.05)。而在取食芥子油苷24 h和48 h后,P450s基因表达量发生改变分别是27个和28个。红色型豌豆蚜取食芥子油苷72 h后,与取食对照组相比较,其中APCYP6K109、APCYP6A1304、APCYP4C101、APCYP4C102、APCYP4C106、APCYP6A1402和APCYP4G1502分别上调表达为3.72倍、13.61倍、3.87倍、3.43倍、11.20倍、3.94倍、8.51倍;其中APCYP6K103和APCYP4G1501分别下调表达为2.94倍和5.42倍;剩下5个P450s基因下调表达倍数都在2倍以下(P<0.05)。而取食芥子油苷24 h和48 h后,P450s基因表达量发生改变分别是23个和28个。对豌豆蚜取食芥子油苷后,体内GSTs基因表达量分析表明,绿色型豌豆蚜体内APGSTomega、APGST104和APGSTD702分别上调表达为7.48倍、4.11倍和14.46倍。而APGST101、APGST3和APGSTX6的转录水平被芥子油苷抑制。而红色型体内APGST101、APGST3、APGSTX4和APGSTX1分别上调表达为1.26倍、1.61倍、1.40倍和1.08倍,而APGST102、APGSTCD、APGSTX5和APGSTX6呈下调表达。3.研究了RNAi沉默P450s基因对豌豆蚜解毒代谢的影响对芥子油苷显著诱导绿色型豌豆蚜3个P450s基因APCYP6K109、APCYP4C102和APCYP4C109代谢芥子油苷的功能进行分析。结果表明,豌豆蚜取食ds RNA 48 h后,目的基因沉默效率达到74.59%-84.48%,且其死亡率显著高于ds GFP对照组,暗示了APCYP6K109、APCYP4C102和APCYP4C109可能参与豌豆蚜对芥子油苷的代谢,因而避免芥子油苷对豌豆蚜的毒害。
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