家蠶解毒酶系的表達特性研究.pdf

1、家蠶的解毒酶系是一類異質酶系，主要包括酯酶（主要是羧酸酯酶）和谷胱甘肽-S-轉移酶(GSTs)、細胞色素P450和非專一性酯酶等，能夠代謝大量的內源或外源底物。代謝抗性機制主要是通過解毒代謝酶基因擴增或過量表達，導致解毒代謝調節(jié)酶的活性顯著升高，解毒代謝能力增強而形成抗性。因此家蠶解毒酶系的表達特性及相關基因的克隆與功能研究對闡明昆蟲抗性的分子機理具有十分重要的意義。
　　本研究內容包括以下四個方面:
　　(1)家蠶AChE

2、和GST相關基因的克隆與鑒定。本文對農藥具有抗性及敏感性家蠶體內的乙酰膽堿酯酶(AChE)和谷胱甘肽-S-轉移酶(GSTs)基因進行了基因擴增與克隆，根據(jù)AChE和GSTs基因翻譯的氨基酸序列用同源模建方法和從頭模建方法分析了抗性蠶品種與敏感性蠶品種蛋白氨基酸的突變對三級結構的影響。結果顯示，抗性與敏感性蠶品種的AChE共有4個氨基酸差異，分別是抗性18位的異亮氨酸、486的天冬氨酸、553的賴氨酸、606的纈氨酸突變?yōu)槊舾械牡鞍彼?、?/p>

3、氨酸、谷氨酸和丙氨酸?？剐耘c敏感性蠶品種GSTs只有1個氨基酸差異，即抗性93位的纈氨酸突變?yōu)槊舾械谋彼帷０被岬牟町悓ζ淙壗Y構產生一定影響，從而影響酶活性，使家蠶的抗性發(fā)生改變。
　　(2)家蠶乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S-轉移酶基因的的轉錄表達分析。本文研究了對農藥具有抗性及敏感性家蠶體內的乙酰膽堿酯酶(AChE)和谷胱甘肽-S-轉移酶(GSTs)基因的相對表達量。結果顯示，農藥抗性與敏感性家蠶脂肪體中AChE與GSTs基因

4、的相對表達量具有明顯差異。在脂肪組織中，農藥抗性家蠶品種脂肪體AChE的相對表達量明顯高于敏感性蠶品種，尤其是在5齡中期（5齡第4天）以前。抗性家蠶品種脂肪體中GSTs相對表達量隨著齡期的增加而顯著升高，而敏感性蠶品種則維持較低的相對表達量水平，到了5齡中期以后，兩者間的相對表達量差異更大。以上研究表明有機磷和氨基甲酸酯殺蟲劑農藥進入蠶體后，脂肪體中的AChE和GSTs都參與重要的解毒作用，脂肪體是家蠶重要的解毒器官。
　　(3)

5、乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S-轉移酶活性與家蠶對農藥的抗性密切相關。本文測定了對農藥具有抗性及敏感性家蠶體內的乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S-轉移酶活性。結果顯示，農藥抗性與敏感性家蠶中腸AChE活性具有明顯差異，同一時期比較，農藥抗性家蠶中腸的AChE顯著高于敏感性家蠶;抗性家蠶品種血液中谷胱甘肽-S-轉移酶活性隨著齡期的增加而顯著升高，而敏感性蠶品種則維持較低的活性水平，到了5齡第6天，兩者活性相差近5倍;抗性家蠶品種脂肪體谷胱甘肽-S-

6、轉移酶活性也明顯高于敏感性蠶品種。以上研究表明有機磷和氨基甲酸酯殺蟲劑農藥進入蠶體后，中腸組織中的AChE首先參與其解毒作用;當農藥進入血液和脂肪體組織后GSTs作為重要的解毒酶參與作用。
　　(4)我們分別從杭州市河道污染較嚴重的錢塘河及備塘河取污水，浸漬桑葉后喂蠶，調查家蠶的慢性中毒癥狀、死亡率，眠蠶體重等，并測定了家蠶體內乙酰膽堿酯酶及谷胱甘肽-S-轉移酶活性，評估家蠶作為農業(yè)生境污染物殘留檢測的技術可行性。實驗結果表明，所