细胞色素P450s酶系催化除草剂代谢的研究进展

综述了细胞色素P450s酶系催化的单加氧反应机理,细胞色素P450s酶系在酰胺类、三氮苯类、磺酰脲类、脲类、苯氧羧酸类等除草剂的活性或降解代谢中的催化反应。讨论了研究细胞色素P450s酶系代谢作用在除草剂选择性、抗药性机理,抗除草剂作物的培育以及除草剂安全剂的解毒机理等方面的意义。     

抗阿维菌素小菜蛾的细胞色素P450酶系研究

通过对不同发育时期敏感和抗阿维菌素小菜蛾品系细胞色素P450含量的测定,以及使用不同模式底物对P450单加氧酶活性的比较研究发现:除成虫期外,不同发育时期抗性品系小菜蛾中P450和细胞色素b5的含量都高于敏感品系;抗性品系还原型辅酶Ⅱ(NADPH)-细胞色素P450还原酶活性是敏感品系的1.97倍;同时发现抗性品系中甲氧试卤灵-O-脱甲基酶(MROD)、乙氧试卤灵-O-脱乙基酶(EROD)、乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)以及对硝基苯甲醚-O-脱甲基酶(PNOD)的活性均明显高于敏感品系,分别为敏感品系的9.41、4.15、1.67和2.94倍。研究结果表明,细胞色素P450含量和单加氧酶活性的增高是小菜蛾对阿维菌素产生抗性的一个重要机制。     

昆虫细胞色素P450基因的表达与调控及P450介导抗性的分子机制

本文综述了在杀虫剂抗性中起重要作用的 P4 50酶系研究的最新进展。内容包括 :细胞色素 P4 50酶系基因及其基因的表达与调控 ,P4 50介导抗性的分子基础。细胞色素 P4 50表达表现出发育期、组织、品系特异性及可诱导性。 P4 50表达的调控机制复杂 ,可能受顺式调控元件 (如 CYP6 B1)或反式作用因子 (如CYP6 A1)或顺式、反式因子的共同调控 (如 CYP6 D1)。调控可能涉及转录增强的转录机制或 m RNA稳定性增加的转录后机制。 P4 50的超量表达是 P4 50酶系介导抗性的主要机制 ,P4 50的氨基酸替换也可能在杀虫剂抗性中起作用。     

细胞色素P450酶系与植物的化学防御

简述了植物细胞色素P450酶系(P450s)在植物防御性物质的合成以及对除草剂等外源化学物质的解毒方面的功能,提出了利用分子生物学等技术,分离人们需要的P450基因,并在转基因植物中得到表达,培育出具有抗病虫、除草剂等功能的转基因作物的展望。     

抗氰戊菊酯棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆及分析

以抗氰戊菊酯棉铃虫六龄幼虫中肠组织总RNA为模板,采用特异性引物,通过对反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)的条件进行不断探索和优化,成功克隆出全长为1 557 bp的基因片段(GenBank登录号DQ497428)。该片段包括一个完整的开放阅读框架(1 515 bp)及5'端的42个碱基,编码504个氨基酸残基。与国外报道的细胞色素P450 CYP6B7基因(GenBank登录号AF031468)的核苷酸、氨基酸同源性分别为97.75%和98.81%,为CYP6B7的等位基因。Northern杂交分析表明,抗性品系棉铃虫中肠组织中CYP6B7 mRNA的表达量明显高于敏感品系的,初步表明CYP6B7在棉铃虫对氰戊菊酯的抗药性中起着重要作用。     

氰戊菊酯和苯巴比妥钠(PB)对棉铃虫细胞色素P450含量的影响

用 0 .2 mg/ g氰戊菊酯和 2 mg/ g苯巴比妥钠 (PB)拌饲料处理不同时间 ,对敏感种群 (HDS)和抗性种群 (KQR)棉铃虫不同组织的 P4 50诱导作用不同。两种诱导剂对 HDS种群棉铃虫的中肠、脂肪体和体壁的 P4 50都有明显的诱导作用 ,其中 PB诱导的最高倍数分别达 2 .2 4、2 .0 3和 1.6 0倍 ,氰戊菊酯诱导的最高倍数分别达 2 .14、2 .83和 1.2 8倍 ;两种诱导剂对 KQR种群棉铃虫的部分组织 P4 50也有一定的诱导作用 ,但不及对 HDS棉铃虫的显著 ,最高诱导倍数只有 :中肠 1.2 1倍 (PB)和 1.15倍 (氰戊菊酯 ) ,脂肪体 1.72倍 (PB) ;诱导作用除了表现出种群差异性 ,还表现出诱导剂差异、时间效应和组织特异性。尽管不同组织被诱导的程度不同 ,但两种群中中肠和脂肪体的 P4 50相对更容易被诱导 ,诱导倍数也较高 ;诱导达到最大值所需时间一般为 12～ 4 8h不等 ;两种诱导剂中 ,PB比氰戊菊酯对棉铃虫不同组织的P4 50具有更强的诱导作用。     

细胞色素P450介导的杂草抗药性研究进展

细胞色素P450(cytochrome P450)是一类重要的亚铁血红素-硫醇盐蛋白超家族, 属于单加氧酶, 广泛分布于生物界中。研究发现P450主要具有“生物合成”和“生物解毒”两大功能, 被誉为“万能的生物催化剂”。大多数除草剂在植物体内代谢的初始阶段即涉及植物细胞色素P450的作用。近些年, 由P450介导的抗药性杂草呈多发态势, 其复杂的抗性谱, 给杂草化学防除带来了新的挑战。本文对P450分类命名、P450与除草剂代谢的关系、P450抗性鉴定手段、P450介导抗性杂草发生情况、与除草剂代谢有关的植物细胞色素P450基因克隆等内容进行了综述, 旨在为该领域的相关研究提供参考。     

棉铃虫CYP9G5基因的克隆、序列分析及溴氰菊酯胁迫表达

细胞色素P450是超基因家族,属于生物体内重要三大解毒酶系之一,参与内源物和外源物的合成与氧化代谢。本文通过棉铃虫溴氰菊酯短期胁迫转录组数据分析,克隆获得一条P450基因CYP9G5（GenBank：KM016757.1）,编码493个氨基酸,分子量约为57.930 kDa,理论等电点pI 7.16。通过实时荧光定量技术,分析CYP9G5基因在棉铃虫不同组织和溴氰菊酯处理后表达量的变化,发现CYP9G5在头部表达量最高,经过溴氰菊酯处理后CYP9G5表达量也显著升高。推测出CYP9G5极有可能参与棉铃虫对溴氰菊酯的代谢,可能对棉铃虫的耐药性有一定的作用。本研究为进一步探索棉铃虫的抗药性和新农药的开发奠定了基础。     

桃蛀螟细胞色素P450基因CYP4G113时空表达及功能研究

CYP家族基因是昆虫体内重要的解毒酶基因,本研究拟明确桃蛀螟体内解毒酶基因CYP4G113的基本序列特征、表达模式及其在桃蛀螟适应性进化中的功能.基于桃蛀螟转录组数据信息,克隆获得桃蛀螟CYP4G113的开放阅读框;利用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术,测定...     

沉默GSTs基因影响棉铃虫对甲氧虫酰肼的敏感性

利用RNAi技术对GSTs基因进行沉默处理,明确了沉默棉铃虫GSTs基因可以影响其对甲氧虫酰肼的敏感性。结果表明,通过饲喂siRNA在1d内就可以有效干扰GSTs基因表达,进而降低了GSTs酶活性;停止饲喂siRNA后,RNA干扰效果并不会立刻消失;沉默GSTs基因后,棉铃虫对甲氧虫酰肼的敏感性显著提高。     

聚乙二醇8000对棉铃虫微粒体蛋白沉淀作用的研究

为建立棉铃虫Helicoverpa armigera微粒体P450的分离纯化方案,比较了不同浓度下聚乙二醇8000(PEG8000)对棉铃虫幼虫中肠和脂肪体微粒体蛋白的沉淀作用。结果表明,终浓度为8.0×104 mg/L的PEG8000可以使中肠和脂肪体微粒体蛋白的78%沉淀下来,其中包含的细胞色素P450分别占中肠和脂肪体P450总量的28%和34%。SDS-PAGE显示,中肠微粒体经8.0×104 mg/L的PEG8000沉淀后,被沉淀蛋白的分子质量主要集中在14.1 ~ 40 kD和66 ~97 kD范围内。     

棉铃虫对甲氧虫酰肼的抗性遗传力

(δp=0.5),抗性现实遗传力为实际筛选估计值的一半,当杀死率为80%和90%时,棉铃虫对甲氧虫酰肼的抗性增加10倍,分别需要34.48代和27.40代.田间条件下,由于等位基因频率变化、环境变异等因素的影响,抗性增加10倍则需要更长的时间.     

Over-expression of cytochrome P450 CYP6B7 mRNA and pyrethroid resistance in Australian populations of Helicoverpa armigera (Hübner)

Three cDNA clones for cytochrome P450s, CYP6B2, CYP6B6 and CYP6B7 which have 84–87% protein sequence identity have been isolated previously from Helicoverpa armigera, and the CYP6B7 mRNA was found to be over-expressed in a pyrethroid-resistant field population. Subsequent analysis has shown that over-expression is observed in a majority of individuals in all populations tested. Single-pair crosses between resistant and sensitive individuals indicated that the pyrethroid resistance co-segregated with the over-expression of this mRNA. Southern analysis indicated that the over-expression, which was confined to midgut only in many insects, was not related to gene amplification. These observations add weight to the conclusion that CYP6B7 is the cytochrome P450 form involved in pyrethroid resistance, and that over-expression of cytochrome P450 CYP6B7 is a common cause of pyrethroid resistance in H. armigera. The results suggest that specific probes for CYP6B7 protein or mRNA could provide the basis for the development of tools for monitoring pyrethroid resistance due to mixed function oxidase activity in field populations of this insect. © 1998 Society of Chemical Industry     

Toxicity of chlorantraniliprole to Cry1Ac-susceptible and resistant strains of Helicoverpa armigera

Transgenic Bt cotton expressing Cry1Ac is important in controlling various agricultural pests, including Helicoverpa armigera. Especially for transgenic crops that are cultivated in large expanses, avoiding resistance development is a key for ensuring sustainability of Bt technologies. Integrated pest management, in which transgenic crops are strategically combined with rational pesticide use, may help to prevent H. armigera resistance acquisition in Bt cotton. In this study, we evaluated the toxicity of a novel insecticide (chlorantraniliprole) on Cry1Ac-susceptible and resistant individuals of H. armigera. More specifically, we assessed the effect of chlorantraniliprole on the activity of two enzymes and conducted laboratory bioassays to determine its toxicity on H. armigera larvae. Chlorantraniliprole increased esterase and glutathione-S-transferase activities in Cry1Ac susceptible and resistant populations of H. armigera. Cry1Ac resistant populations XJ-F (Cry1Ac resistance ratio 21.8-fold), XJ-10.0 (95.8-fold) and BTR (3536.5-fold) did not show cross-resistance to chlorantraniliprole, with LC₅₀ values of 0.0733 (μg/mL) in XJ-F, 0.0545 (μg/ml) in XJ-10.0 and 0.0731 (μg/mL) in BTR, which were close to that in the susceptible strain 96S (0.0954 μg/mL). Our work shows that chlorantraniliprole could be considered to be integrated in Bt cotton management schemes to delay the H. armigera resistance development.     

拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫雌蛾化学通讯系统的影响

用低致死剂量（LD30）氰菊酯和氰戊菊酯胸部点滴处理棉铃虫3龄幼虫后，研究拟除虫菊酯类杀虫剂对存活雌蛾化学通讯系统的影响。结果表明，杀虫剂对雌蛾的求偶行为不产生明显影响，对照组和杀虫剂处理组雌蛾的求偶高峰均为第3个暗期的8-8．5h，求偶率均可达73％-82％。氰戊菊酯处理组中雌蛾性信息素各组分滴度和总量与对照无显著性差异，但溴氰菊酯处理组中雌蛾性信息素的主组分Z11-16：Ald和次要组分Z9-16：Ald、Z7-16：Ald的滴度及信息素总量均显著高于对照组，并且两个活性组分Z11-16：Ald和Z9-16：Ald的比例与对照组雌蛾有显著差异。     

棉铃虫对Cry1Ac抗性的稳定性及其对适合度的影响

为明确棉铃虫Helicoverpa armigera（Hübner）对苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis（Bt）Cry1Ac毒蛋白抗性的稳定性及其适合度变化,利用生物测定的方法研究了Cry1Ac抗性品系棉铃虫转到正常饲料饲养后的抗性衰退及再次筛选后抗性的恢复情况,并比较了敏感、抗性和抗性衰退后各品系间的适合度差异。在失去选择压的情况下,高抗品系棉铃虫对Cry1Ac的抗性迅速衰退,经过4代后抗性水平由最初的3626.67倍下降到1436.67倍;到第12代时抗性水平已低于10倍,随后品系保持较稳定的低抗水平;当重新进行抗性再筛选时,其抗性水平可快速恢复,抗性倍数快速回升,5代后恢复到1123.33倍。与敏感品系相比,高抗棉铃虫品系的适合度明显降低,相对适合度仅为0.33,但转到正常饲料连续饲养14代后,棉铃虫适合度明显上升,相对适合度为0.87,主要表现为卵孵化率和幼虫存活率等显著提高。