灰飛虱(Laodelphax striatellus)谷胱甘肽--S--轉移酶基因的分子克隆及表達量分析.pdf

1、灰飛虱Laodelphax striatellus(Fallén)是我國重要的水稻害蟲，在刺吸水稻等禾本科植物的同時，還能傳播多種植物病毒病，嚴重影響我國水稻的產量。谷胱甘肽-S-轉移酶(Glutathione S-transferases，GSTs)是一種多功能的超家族酶系。GSTs被認為在昆蟲體內行使殺蟲劑解毒代謝的功能，與昆蟲的抗藥性形成緊密相關。因此，本文利用灰飛虱轉錄組數據，搜索并克隆了灰飛虱谷胱甘肽-S-轉移酶基因序列，通過

2、熒光定量PCR技術對三種灰飛虱抗性品系中的谷胱甘肽-S-轉移酶基因進行了表達分析，篩選出可能參與殺蟲劑解毒代謝的灰飛虱谷胱甘肽-S-轉移酶。研究結果總結如下:
　　1、灰飛虱谷胱甘肽-S-轉移酶基因的分子克隆和序列分析
　　通過本地Blast的方法搜索灰飛虱轉錄組數據，獲得了19條谷胱甘肽-S-轉移酶基因序列，去除2條冗余序列，剩余的17條序列中9條是已發(fā)表的灰飛虱GST基因，另外8條是新發(fā)現的灰飛虱GSTs。上述新發(fā)現的8

3、條序列通過PCR克隆和驗證后，分別命名為LsGSTd2、LsGSTo2、LsGSTo3、LsGSTz2、LsGSTm1、LsGSTm2、LsGSTm3和LsGSTm4。其中，LsGSTd2、LsGSTz2、LsGSTm1、LsGSTm2、LsGSTm3和 LsGSTm4基因序列完整，而LsGSTo2和LsGSTo3基因的3'端缺失。
　　利用3'RACE技術克隆了LsGSTo2和LsGSTo3基因的3'端序列，并驗證了它們的全長。

4、LsGSTo2全長為1158 bp，開放閱讀框1119bp，編碼372個氨基酸;LsGSTo3全長為648bp，開放閱讀框636bp，編碼211個氨基酸。綜合已知的9條灰飛虱GST基因和本次新發(fā)現的8條GSTs，通過系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現這17條灰飛虱GST基因中:Delta亞家族有2個，Epsilon亞家族有1個，Omega亞家族有3個，Sigma亞家族有3個，Theta亞家族有1個，Zeta亞家族有2個，Microsomal亞家族有5個

5、。
　　2、谷胱甘肽-S-轉移酶在三個灰飛虱抗性品系中的表達量分析
　　為了篩選出灰飛虱體內參與殺蟲劑解毒代謝的谷胱甘肽-S-轉移酶，利用定量PCR技術檢測了在三個灰飛虱抗性品系（吡蟲啉抗性品系、毒死蜱抗性品系和溴氰菊酯抗性品系）中，新克隆的8個GSTs基因和文獻中已報道的9條GSTs基因的表達情況。結果表明:在抗吡蟲啉的灰飛虱品系中LsGSTd2、LsGSTm1、LsGSTo2、LsGSTe1和LsGSTz1基因的表達量顯

6、著高于敏感品系，而LsGSTm4基因表達量顯著下調為敏感品系的0.3倍;在抗毒死蜱的灰飛虱品系中LsGSTo2的表達量顯著高于敏感品系，而LsGSTm4基因表達量下調為敏感品系的0.5倍;在抗溴氰菊酯的灰飛虱品系中LsGSTd2、LsGSTo2、LsGSTs1、LsGSTe1和LsGSTz1基因表達量明顯上調。從以上研究結果可以發(fā)現:在灰飛虱抗性品系中上調表達的基因除了有Delta亞家族中的LsGSTd2和Epsilon亞家族中的LsG