基于稻纵卷叶螟触角转录组的羧酸酯酶类气味降解基因CXE66鉴定及其表达谱

为了解稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis气味降解机制,利用稻纵卷叶螟基因组和触角转录组鉴定羧酸酯酶（carboxylesterase,CXE）基因,同时采用同源比对和系统发育进化树对其进行分类,进一步克隆获得稻纵卷叶螟CXE66的全长序列,并采用实时荧光定量PCR分析该基因在各组织中的表达情况。结果显示,共鉴定出触角特异性表达的45个CXE基因,其中新发现29个CXE,分属于CXE八个亚族。触角组织中高表达的CXE66基因开放阅读框长1 605 bp,编码534个氨基酸,且具有典型CXE结构特征,其在稻纵卷叶螟触角、头、胸、腹、足和翅中均有表达,且在触角中表达量最高。表明45个CXE基因可能参与稻纵卷叶螟的气味降解和性信息素降解、有毒物质代谢、蜕皮发育和神经发育等生理生化过程,其中CXE66可能参与酯类植物挥发物的降解。     

巴西橡胶树HbCXE1基因克隆及其生物信息学分析

采用PCR和RACE技术从巴西橡胶树无性系热研7-33-97的乳管细胞中克隆到一条CXE羧酸酯酶蛋白家族基因HbCXE1,该基因cDNA全长1272 bp,含有一个长951 bp的阅读框,编码含316个氨基酸的HbCXE1蛋白。生物信息学分析表明,HbCXE1蛋白理论分子量为35.5437 ku,理论等电点为5.94,HbCXE1蛋白与蓖麻、杨树、葡萄、苹果、拟南芥的CXE蛋白同源性分别为75.08%、62.81%、62.31%、59.43%、57.68%。HbCXE1蛋白具有羧酸酯酶蛋白家族的特征结构,有一个保守的催化基团,由分布于一级结构基序中的不同位置的3个保守氨基酸[丝氨酸（位于保守的G-X-S-X-G结构域中间）、天冬氨酸/谷氨酸、组氨酸]组成,一个保守的氧离子洞HGG结构域,有8个β-折叠结构,5个α-螺旋结构,因此HbCXE1蛋白属于羧酸酯酶蛋白家族,可能参与橡胶树乳管细胞的防卫反应。     

胁迫温度短期冲击对松毛虫赤眼蜂羧酸酯酶活性的影响

以松毛虫赤眼蜂为对象,在不同温度胁迫短期冲击条件下对其羧酸酯酶比活力进行测定,结果表明:在15℃条件下,羧酸酯酶的比活力最高,为270.00±28.50;35℃条件下最低,为101.50±3.60;25℃条件下介于两者之间,为150.00±3.00;3种温度条件下的羧酸酯酶比活力存在显著差异(P0.05),且随着温度的升高羧酸酯酶比活力显著下降。     

Cloning of the acetylcholinesterase 1 gene and identification of point mutations putatively associated with carbofuran resistance in Nilaparvata lugens

Molecular mechanisms of carbofuran resistance in the brown planthopper, Nilaparvata lugens Stål, were investigated. A carbofuran-resistant strain (CAS) showed approximately 45.5- and 15.1-fold resistance compared with a susceptible strain (SUS) and a non-selected field strain (FM), respectively. Activities of the esterase and mixed-function oxidase were approximately 2.8- and 1.6-fold higher, respectively, in the CAS strain than in the SUS strain, suggesting that these enzymes play a minor role in carbofuran resistance. Interestingly, the insensitivity of acetylcholinesterase (AChE) to carbofuran was approximately 5.5- and 3.7-fold higher in the CAS strain compared to the SUS and FM strains, respectively, indicating that AChE insensitivity is associated with carbofuran resistance. Western blot analysis identified two kinds of AChEs, of which the type-1 AChE (encoded from Nlace1, which is paralogous to the Drosophila AChE gene) was determined to be the major catalytic AChE in N. lugens. The open reading frame of Nlace1 is composed of 1989 bp (approximately 74 kD) and revealed 52.5% and 24.3% amino acid sequence identities to those of Nephotettix cincticeps and Drosophila melanogaster, respectively. Screening of point mutations identified four amino acid substitutions (G119A, F/Y330S, F331H and H332L) in the CAS strain that likely contribute to AChE insensitivity. The frequencies of these mutations were well correlated with resistance levels, confirming that they are associated with reduced sensitivity to carbofuran in N. lugens. These point mutations can be useful as genetic markers for monitoring resistance levels in field populations of N. lugens.     

华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita中肠羧酸酯酶基因 HoCL1的克隆与序列分析

利用粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)围食膜蛋白多克隆抗体,从已构建的华北大黑鳃金龟 Holotrichia oblita 中肠cDNA表达文库中筛选得到1个编码羧酸酯酶的cDNA克隆 HoCL1 ,其开放阅读框(ORF)长1 599 bp,编码532个氨基酸,推导的蛋白质分子质量为59.5 kDa,等电点(p I)为4.5。 HoCL1蛋白具有羧酸酯酶的保守结构域:1个二硫键形成的位点和1个丝氨酸活性中心,三联体催化活性中心位于Ser207、Asp333和His422上,不含有氮联糖基化位点和氧联糖基化位点,只含有3 个半胱氨酸残基。依据氨基酸序列同源性分析和保守结构域分析,HoCL1属于B类酯酶,与赤拟谷盗 Tribolium castaneum 羧酸酯酶相似性最高,为35.2%。通过与其他昆虫羧酸酯酶序列比对及构建系统发育树,发现HoCL1羧基端的氨基酸序列保守性低,但靠近N端的活性中心处的氨基酸序列则高度保守,可与赤拟谷盗、异色瓢虫 Harmonia axyridis 羧酸酯酶聚类在一起。羧酸酯酶 HoCL1 基因的克隆鉴定为进一步研究该基因在华北大黑鳃金龟体内的表达及功能奠定了基础。     

有机磷混合农药的毒性及其机理的初步研究

测定NIA_(16388)和敌百虫与马拉硫磷混剂对玉米螟及大白鼠的毒性表明,马敌混剂对大白鼠的增毒效应大于对玉米螟,马敌混剂中加入增效剂NIA_(16388),进一步提高了对玉米螟的毒性,但对大白鼠的毒性则下降。研究这些杀虫剂对~(14)C-马拉硫磷降解影响的结果表明,NIA_(16388)和敌百虫均降低玉米螟及大白鼠肝羧酸酯酶降解~(14)C-马拉硫磷的活性。马敌混剂中加入NIA_(16388)对玉米螟羧酸酯酶降解~(14)C-马拉硫磷有更强的抑制效应,而这种混剂却使大白鼠肝羧酸酯酶降解~(14)C-马拉硫磷的活性增加。由此可见,这些有机磷混剂的增效作用似乎与羧酸酯酶的受抑制程度有关,它们的选择性毒性可能是由于玉米螟和大白鼠肝酶系的敏感性有差异所致。     

棉铃虫羧酸酯酶基因cDNA的克隆、表达及活性分析

 【目的】克隆棉铃虫中肠羧酸酯酶基因,了解该酶的分子特性,为研究棉铃虫抗药性机理奠定基础。【方法】制备抗血清,对棉铃虫(Helicoverpa armigera (Hübner))中肠cDNA表达文库进行免疫筛选,得到编码棉铃虫羧酸酯酶基因的cDNA克隆,利用生物信息学软件和网站进行序列分析,构建原核表达载体进行表达,并以α-醋酸萘酯溶液为底物进行活性测定。【结果】测序分析表明,羧酸酯酶基因hc3(GenBank登录号：GU119888)全长2 896 bp,编码795个氨基酸。羧酸酯酶HC3的等电点pI为3.94,活性中心包括3个氨基酸残基(催化三联体)：Ser204, Glu331, His444;第545—773位包含大量高度重复的Gly,Asp、Glu(GDE区域)构成亲水区。该基因在大肠杆菌BL21中成功表达约100 kD的HC3蛋白,检测表达的羧酸酯酶活性为0.32 mmol/100 μL酶液。【结论】成功克隆、表达了棉铃虫羧酸酯酶蛋白HC3,并发现GDE亲水结构域。为进一步了解羧酸酯酶的三维结构及其水解作用并设计新型杀虫剂提供了可能。     

橘小实蝇羧酸酯酶基因BdCAREB1的克隆及其表达模式解析

【目的】在克隆获得橘小实蝇（Bactrocera dorsalis）1条羧酸酯酶基因全长序列的基础上,解析该基因在橘小实蝇不同发育阶段和组织以及经高效氯氰菊酯饲喂后的表达模式。同时结合之前完成的有关橘小实蝇羧酸酯酶生化特性以及增效剂处理研究结果,综合分析橘小实蝇羧酸酯酶对高效氯氰菊酯作用的应激反应,为明确羧酸酯酶对菊酯类杀虫剂的解毒代谢机制奠定基础。【方法】通过同源序列比对的方法,从橘小实蝇转录组数据中筛选出1条羧酸酯酶基因序列片段,利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）扩增得到该基因的全长cDNA序列;应用生物信息学分析软件对该基因的开放阅读框、编码的氨基酸序列、分子量等信息进行预测,并基于最大似然法构建该基因与其他昆虫相关基因序列的系统发育树,阐明其分子生物学特征。此外,分别提取橘小实蝇不同发育阶段以及3龄幼虫的中肠、脂肪体、马氏管和气管等组织的RNA,在内参基因稳定性评估筛选的基础上,运用qPCR的方法解析该基因在不同发育阶段和组织间以及药剂处理后的表达模式。【结果】从橘小实蝇转录组数据库中筛选出1条长度为1 028 bp的羧酸酯酶基因片段,通过对5′端和3′端进行RACE扩增分别得到长度为1 073和625 bp的目的片段,经序列拼接和验证后,确定该基因全长为1 872 bp,完整开放阅读框1 710 bp,编码569个氨基酸,推测其蛋白质分子量为63.3 kD,理论等电点6.38。该基因经序列比对命名为BdCAREB1,GenBank登录号为KF539980。基于最大似然法构建的系统发育树显示,该基因编码的蛋白质与双翅目昆虫的羧酸酯酶具有高度的同源性。分析其在不同发育阶段的表达模式发现,BdCAREB1在3龄幼虫期的表达量最高,其次为成虫期,而在卵期的表达量最低。在橘小实蝇3龄幼虫不同组织间的定量分析结果表明,BdCAREB1在脂肪体中表达水平最高,其次在中肠和马氏管的表达水平较低且接近,而在气管的表达量最低。经饲喂0.33 μg?g-1（药剂/饲料）的高效氯氰菊酯后检测BdCAREB1在整虫及组织间的表达情况发现,该基因在幼虫以及脂肪体中的表达量显著上调。【结论】橘小实蝇BdCAREB1的表达具有发育阶段和组织特异性,在幼虫期和脂肪体的表达量最高,并对高效氯氰菊酯处理表现出明显的应激反应,具有可诱导性。结合此前完成的橘小实蝇羧酸酯酶活性测定及增效剂研究结果,分析该基因很可能参与橘小实蝇对高效氯氰菊酯的解毒代谢。     

工业大麻秸秆乙醇提取物对大豆胞囊线虫生理生化代谢的影响

为明确工业大麻秸秆乙醇提取物抑制大豆胞囊线虫的作用机理,采用浸泡法研究其对大豆胞囊线虫体内的总糖、甘油和蛋白质含量以及解毒酶活性等生理生化指标的影响,结果表明:二龄幼虫虫体内总糖含量和甘油含量随乙醇提取物处理时间的延长呈上升趋势,处理24 h时分别较对照升高了96.2％和33.5％,达极显著差异;可溶性蛋白含量随处理时...