鱧腸乙醇提取物與Cry1Ca脅迫下甜菜夜蛾ABCC亞家族基因的功能分析.pdf

1、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hübner)是一種危害嚴(yán)重的世界性農(nóng)業(yè)害蟲，對多種蔬菜、農(nóng)作物造成極大危害，近年來對棉花（Gossypium arboretum L.）的危害也日趨嚴(yán)重。植物提取物的殺蟲活性成分是植物源殺蟲劑的重要來源，可以安全有效地防治農(nóng)業(yè)害蟲，并且不易使害蟲產(chǎn)生抗藥性，研究發(fā)現(xiàn)鱧腸（Eclipta prostrateL.）提取物對昆蟲具有殺蟲活性。Cry1Ca是微生物源殺蟲劑Bt毒素的一種，甜菜夜蛾對

2、其敏感性較高。本實驗旨在研究鱧腸提取物對甜菜夜蛾的殺蟲活性，明確鱧腸提取物與Cry1Ca防治甜菜夜蛾的協(xié)同增效作用，探索鱧腸提取物與Cry1Ca脅迫對甜菜夜蛾ABCC亞家族基因mRNA表達(dá)量的影響，為進(jìn)一步了解和掌握甜菜夜蛾的抗性分子機理和進(jìn)行抗性治理提供理論依據(jù)。主要研究研究結(jié)果如下:
　　1、鱧腸水和乙醇提取物對甜菜夜蛾的生物活性測定
　　鱧腸乙醇提取物對甜菜夜蛾幼蟲具有殺蟲活性。采用表面污染法測定毒力作用。甜菜夜蛾2齡

3、幼蟲取食5.26 mg/cm2的水提取物7d后，幼蟲死亡率為7％，因此鱧腸水提取物對甜菜夜蛾幼蟲的殺蟲活性較弱。甜菜夜蛾2齡幼蟲取食不同濃度的鱧腸乙醇提取物7d后，幼蟲死亡率、體重抑制率與鱧腸乙醇提取物濃度呈正相關(guān)。當(dāng)濃度為5.26 mg/cm2時，甜菜夜蛾7d的死亡率與體重抑制率分別為59.73％和71.17％，根據(jù)毒力回歸方程得到，鱧腸乙醇提取物對甜菜夜蛾2齡幼蟲的LC50值為4.55 mg/cm2。隨著甜菜夜蛾2齡、3齡幼蟲取食C

4、ry1Ca濃度的增大，幼蟲死亡率與體重抑制率也逐漸提高，Cry1Ca對甜菜夜蛾2齡、3齡幼蟲的LC50值分別為145.72 ng/cm2、434.34 ng/cm2。
　　2、Cry1Ca脅迫下甜菜夜蛾中腸轉(zhuǎn)錄組分析
　　甜菜夜蛾中腸轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果表明，差異表達(dá)基因共有2962條，表達(dá)上調(diào)的基因有1454條，表達(dá)下調(diào)的基因有1508條。對差異表達(dá)基因進(jìn)行GO功能注釋，發(fā)現(xiàn)參與催化活性功能的差異表達(dá)基因最多，有882條(51.

5、07％)，參與跨膜轉(zhuǎn)運生物學(xué)功能的差異表達(dá)基因有159條(9.21％)。對差異表達(dá)基因進(jìn)行Pathway顯著性分析，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)基因主要富集于PPAR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。從Unigene對各數(shù)據(jù)庫的注釋結(jié)果中統(tǒng)計得到，ABCA、ABCB、ABCC、ABCD、ABCE、ABCF、ABCG亞家族的Unigene片段分別有42、39、27、6、3、10、17、3條。將統(tǒng)計得到ABCC亞家族Unigene片段在NCBI上進(jìn)行Blast比對分析，并整理

6、驗證，最終得到11條ABCC序列。
　　3、甜菜夜蛾ABCC亞家族基因的鑒定與時空表達(dá)分析
　　利用RACE技術(shù)獲得SeABCC全長序列，并對SeABCC序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹與結(jié)構(gòu)預(yù)測分析，SeABCC序列包含2個TMD和2個NDB及walkerA、walkerB保守序列。qPCR對SeABCC基因進(jìn)行時空表達(dá)分析，SeABCC1在幼蟲期腸道中表達(dá)量較高;SeABCC2、SeABCC3、SeABCC7在幼蟲期中腸組織中表達(dá)量最

7、高，其次在馬氏管中表達(dá)量較高;SeABCC4、SeABCC5、SeABCC6、SeABCC11在幼蟲期馬氏管中表達(dá)最為豐富;SeABCC12在幼蟲期腸道、脂肪體和馬氏管中表達(dá)量顯著高于其他組織;SeABCC13在不同齡期和組織中表達(dá)量相差不大。
　　4、鱧腸乙醇提取物與Cry1Ca的協(xié)同增效作用及對SeABCC mRNA表達(dá)量的影響
　　鱧腸乙醇提取物與Cry1Ca對防治甜菜夜蛾具有協(xié)同增效作用。喂食亞致死劑量混合物3d、5

8、d和7d后甜菜夜蛾幼蟲的死亡率分別為59.72％、73.61％和83.33％，但僅喂食鱧腸乙醇提取物(LC30)或Cry1Ca(LC30)7d后的死亡率僅為30.06％或31.94％，增效作用明顯;喂食亞致死劑量混合物顯著抑制存活幼蟲的體重、蛹重、化蛹率、羽化率、單雌日均產(chǎn)卵量及卵孵化率;qPCR分析SeABCC mRNA表達(dá)量變化，亞致死劑量混合物處理下SeABCC1、SeABCC2、SeABCC3、SeABCC4、SeABCC5、S