二化螟P-糖蛋白基因的克隆、序列分析及在阿维菌素处理下的表达模式

【目的】P-糖蛋白是ABC转运蛋白超家族的成员,在异源物质的代谢中起着关键的作用,并且参与了多药耐药性。研究旨在明确二化螟Chilo suppressalis P-糖蛋白与阿维菌素抗性的关系,为有效防治二化螟提供理论依据。【方法】结合二化螟转录组信息,克隆二化螟P-糖蛋白基因,并进行生物信息学分析。设置3种浓度的阿维菌素(LC_(10)、LC_(30)和LC_(50))处理二化螟敏感种群,结合荧光定量PCR技术测定处理后P-糖蛋白基因的表达模式,同时也对比分析二化螟田间抗性种群和敏感种群P-糖蛋白基因的表达差异。【结果】克隆获得了二化螟CsPgp1和CsPgp2 cDNA序列,CsPgp1开放阅读框全长3 780 bp,编码1 259个氨基酸,预测蛋白分子量为137 ku。CsPgp2开放阅读框全长3 939 bp,编码1 312个氨基酸,预测蛋白分子量为144 ku。CsPgp1和CsPgp2都拥有2个跨膜结构域(TMD)和2个核苷酸结合结构域(NBD),符合ABC蛋白全转运体的典型特征。系统发育分析表明,二化螟CsPgp1和CsPgp2分属不同的进化支,分别与亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的2种P-糖蛋白亲缘关系最近。使用阿维菌素处理二化螟敏感种群4龄幼虫后,CsPgp1和CsPgp2的表达量均显著上调;田间抗性种群的CsPgp1和CsPgp2表达量均显著高于敏感种群。【结论】CsPgp1和CsPgp2可能参与了二化螟对阿维菌素的代谢,可能与二化螟对阿维菌素抗性有关。