绿盲蝽毒死蜱抗性品系中P450基因相对表达量的变化开题报告

 2023-02-15 10:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

细胞色素p450酶系(简称p450s/cyp) 是普遍存在于从细菌到人的几乎所有生物体中的生物酶,其在生物体内组成了非常重要的代谢系统,参与了诸如激素、脂肪酸和类固醇等内源化合物的浓度调节。同时,p450s 通过催化氧化反应的发生,在生物体对杀虫剂及植物毒素等外源化合物的代谢中也发挥着重要作用[1]。在一些昆虫中,由p450s 参与的对杀虫剂代谢作用的增强,导致了昆虫种群对杀虫剂抗性的产生[1]

有机磷类杀虫剂在生物体内的氧化代谢主要是在p450s 的催化下进行的[2-3]。已有许多研究表明,在有机磷类杀虫剂的生物代谢反应中,增毒代谢产物和解毒代谢产物是同时存在的。p450s不仅可催化硫代磷酸酯发生氧化脱硫反应形成增毒代谢物,还可通过脱芳(烷)基反应形成解毒代谢物[1]。在p450s 的催化作用下,毒死蜱首先转化成不稳定的磷酸氧硫环中间体,该中间体进一步发生氧化脱硫反应和脱芳(烷)基反应[4]。其中,磷酸氧硫环发生脱芳基或脱烷基反应,形成低毒的代谢产物,属于解毒代谢反应,是昆虫毒死蜱抗性产生的重要机制。由于不同生物对有机磷类杀虫剂的解毒代谢与增毒代谢反应比例有所不同,从而导致了不同生物对该类杀虫剂的敏感性不同[5]

抗性昆虫中p450s 基因的过量表达及p450s 酶活性的增强,与昆虫对有机磷杀虫剂代谢能力的增强及抗性产生密切相关。在已鉴定的昆虫p450s 基因中,大多数昆虫的p450s 基因属于微粒体cyp4、cyp6、cyp9、cyp28及cyp321 家族和线粒体cyp12 家族。一些昆虫对杀虫剂的抗药性与昆虫p450s 基因的变化相关[6]。昆虫经有机磷杀虫剂暴露后,其多种p450s 基因被诱导而出现过量表达,导致了昆虫耐药性的产生[78]。有研究表明[7]: 采用辛硫磷处理家蚕后,其中肠和脂肪体中cyp6αe22 和cyp9a21 基因的表达水平有所增加导致家蚕对辛硫磷产生了代谢抗性;将东亚飞蝗暴露于马拉硫磷,可诱导其cyp409a1 和cyp408b1 基因的表达,使其对马拉硫磷的敏感性降低[6]。意大利蜜蜂体内p450s cyp9q1、cyp9q2 和cyp9q3 等的过量表达,使其对香豆磷产生了抗药性[9]。灰飞虱中3 种p450s 基因cyp6ay3v2、cyp306a2v2、cyp353d1v2 和1 种羧酸酯酶基因ce36 的过量表达,导致了其对毒死蜱的代谢抗性[10]。此外,昆虫p450s活性的增强也与其对有机磷类杀虫剂的抗性相关。在抗辛硫磷的家蝇品系体内,其p450s的o-脱甲基活性明显高于敏感品系[11]

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标:

确定绿盲蝽与毒死蜱抗性相关的多功能氧化酶基因,并对其相对表达量的变化进行验证,为后续相关研究提供分子层面的理论依据。

研究内容:

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3. 研究的方法与方案

研究方法及技术路线:

转录组测序---筛选差异表达基因---定量验证

(注:详见附件图片)

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4. 研究创新点

在基因表达水平上研究多功能氧化酶和绿盲蝽毒死蜱抗性的关系。

5. 研究计划与进展

2016年7月-2016年10月 对BZ-R和BZ-S品系进行转录组测序并进行转录组数据分析,筛选与毒死蜱抗性有关的差异表达基因

2016年10月-2016年12月 通过QPCR技术对筛选出的基因进行定量验证

2016年12月-2017年4月 完成毕业设计以及毕业论文的写作

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