





中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (4): 665-673.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.04.006
葛天成1,2(
), 尹飞1(
), 胡琼波2, 彭争科1, 李振宇1
收稿日期:2022-10-11
接受日期:2022-11-12
出版日期:2023-02-16
发布日期:2023-02-24
通信作者:
尹飞,E-mail:feier0808@163.com
联系方式:
葛天成,E-mail:601240256@qq.com。
基金资助:
GE TianCheng1,2(
), YIN Fei1(
), HU QiongBo2, PENG ZhengKe1, LI ZhenYu1
Received:2022-10-11
Accepted:2022-11-12
Published:2023-02-16
Online:2023-02-24
摘要:
【目的】探究转录调控因子MBF2 (multiprotein bridging factor 2)调控小菜蛾(Plutella xylostella)体内谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)的功能,及其在小菜蛾抗氯虫苯甲酰胺中的作用,为阐明小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的解毒代谢机制提供理论依据。【方法】采用浸叶法测定敏感(SS)、广东连州(LZ)、云南通海(TH)3个小菜蛾种群对氯虫苯甲酰胺的抗性水平,酶动力学法测定3个种群的GST活性;使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析MBF2在不同抗性种群小菜蛾中的表达差异;采用氯虫苯甲酰胺LC50诱导12 h,分析其对小菜蛾MBF2的诱导表达作用;应用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术研究MBF2 对GST基因的调控作用,并测定沉默MBF2后小菜蛾的GST活性;结合沉默后小菜蛾对药剂的敏感性变化,验证MBF2在小菜蛾抗氯虫苯甲酰胺中的作用。【结果】两个抗性种群(TH和LZ)相较SS种群分别达到了中抗及高抗的水平,TH和LZ抗性倍数分别为54.27和289.58;TH和LZ小菜蛾种群体内GST活性均显著高于SS种群;与SS种群相比,MBF2在抗性种群小菜蛾体内显著上调表达,在中抗和高抗种群中的表达量分别为敏感种群4.6和9.4倍。小菜蛾短期暴露于LC50浓度氯虫苯甲酰胺中,敏感、中抗及高抗种群均在8 h内MBF2表达量显著上调,最高表达量升至对照的10倍。沉默MBF2 24 h,小菜蛾9个GST基因表达量显著降低,其中GSTZ1及GSTU1的下调量均达90%以上;处理组(dsMBF2)GST活性相较于阴性对照(dsGFP)降低57.76%;75 mg·L-1氯虫苯甲酰胺处理后,处理组较对照组死亡率提升23.34%。【结论】MBF2可能通过调控GST的转录表达,提高小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的代谢能力,从而参与小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的解毒作用。研究结果可为小菜蛾抗药性机理的深入解析及新型药剂的研发提供依据。
葛天成, 尹飞, 胡琼波, 彭争科, 李振宇. MBF2转录调控小菜蛾谷胱甘肽S-转移酶代谢氯虫苯甲酰胺的功能[J]. 中国农业科学, 2023, 56(4): 665-673.
GE TianCheng, YIN Fei, HU QiongBo, PENG ZhengKe, LI ZhenYu. Function of MBF2 Transcriptionally Regulating Glutathione S-transferase Metabolizing Chlorantraniliprole in Plutella xylostella[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(4): 665-673.
表1
氯虫苯甲酰胺对3个小菜蛾种群的毒力"
| 种群 Population | 斜率 Slope (mean±SE) | LC50 95%置信区间 Confidence interval (mg·L-1) | 相关系数 Relevant coefficient | χ2 (df) | 抗性倍数 Resistance ratio |
|---|---|---|---|---|---|
| SS | 2.60±0.34 | 0.26 (0.19-0.38) | 0.995 | 0.59 (3) | - |
| TH | 2.72±0.49 | 14.11 (10.23-18.74) | 0.932 | 5.74 (3) | 54.27 |
| LZ | 2.86±0.52 | 75.29 (55.50-108.41) | 0.981 | 0.82 (3) | 289.58 |
| [1] |
doi: 10.1146/annurev-ento-010715-023622 |
| [2] |
陈鹃, 柏亚罗. 双酰胺类杀虫剂的研发概况及在中国的登记情况. 世界农药, 2021, 43(3): 22-34.
|
|
|
|
| [3] |
doi: 10.1111/jen.12744 |
| [4] |
doi: 10.1002/ps.6254 |
| [5] |
李秀霞, 梁沛, 高希武. 小菜蛾CYP6BG1基因体外真核表达及其对氯虫苯甲酰胺的代谢. 植物保护, 2020, 46(5): 32-37.
|
|
|
|
| [6] |
李振宇, 肖勇, 吴青君, 谌爱东, 王兴亮, 章金明, 冯夏. 小菜蛾种群灾变及抗药性治理研究进展. 应用昆虫学报, 2020, 57(3): 549-567.
|
|
|
|
| [7] |
doi: 10.1007/s10646-021-02431-4 |
| [8] |
doi: 10.1002/ps.3651 |
| [9] |
doi: 10.1016/j.ibmb.2012.09.001 |
| [10] |
doi: 10.1016/S2095-3119(14)60748-6 |
| [11] |
尹飞, 李振宇,
|
|
|
|
| [12] |
|
| [13] |
|
| [14] |
胡珍娣. 小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性及其解毒机理研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2016.
|
|
|
|
| [15] |
doi: 10.1371/journal.pgen.1009888 |
| [16] |
王茹梦. PxGSTO4介导小菜蛾对茚虫威解毒代谢机制研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2019.
|
|
|
|
| [17] |
doi: 10.1006/dbio.2000.9836 |
| [18] |
doi: 10.1016/S0378-1119(98)00428-4 |
| [19] |
|
| [20] |
doi: 10.1016/j.ibmb.2007.06.007 |
| [21] |
doi: 10.1093/jxb/erz525 |
| [22] |
doi: 10.1074/jbc.274.48.34196 |
| [23] |
武华玉, 程碧军, 乔木, 刘贵生, 吴俊静, 李良华, 彭先文, 梅书棋. 猪MBF1基因的多态性及与生产性状的关联分析. 湖北农业科学, 2016, 55(23): 6192-6194, 6287.
|
|
|
|
| [24] |
尉瑞敏. 马铃薯StMBF1c基因参与青枯病抗性的研究[D]. 太原: 山西师范大学, 2021.
|
|
|
|
| [25] |
梁沛, 夏冰, 石泰, 高希武. 阿维菌素和高效氯氰菊酯亚致死剂量对小菜蛾谷胱甘肽S-转移酶的影响. 中国农业大学学报, 2003, 8(3): 65-68.
|
|
|
|
| [26] |
doi: 10.1186/s12864-015-1343-5 |
| [27] |
doi: 10.1603/EC12059 |
| [28] |
doi: 10.1002/arch.20049 |
| [29] |
doi: 10.1016/j.pestbp.2016.04.003 |
| [30] |
doi: 10.1016/j.pestbp.2017.09.001 |
| [31] |
|
| [32] |
doi: 10.1002/ps.5316 |
| [33] |
doi: 10.1101/gad.17280911 |
| [34] |
doi: 10.1111/imb.12391 |
| [35] |
doi: 10.1016/j.ibmb.2015.08.002 |
| [36] |
|
| [37] |
|
| [38] |
doi: 10.1021/acs.jafc.1c02695 |
| [39] |
doi: 10.1016/j.pestbp.2021.104824 pmid: 33838717 |
| [40] |
doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126438 |
| [41] |
胡波. 甜菜夜蛾细胞色素P450和谷胱甘肽-S-转移酶基因的转录调控机制[D]. 南京: 南京农业大学, 2019.
|
|
|
|
| [42] |
周春燕.MBF2家族鉴定及其成员MBF2- 1 参与丝素重链转录调控的研究[D]. 重庆: 西南大学, 2016.
|
|
|
|
| [43] |
pmid: 9167971 |
| [1] | 鄢文英, 张元珍, 吴洪鑫, 庞锐, 陈泽鹏, 金丰良, 许小霞. 靶向小菜蛾PxGNBP3的RNAi增效绿僵菌构建及其免疫调控机制[J]. 中国农业科学, 2026, 59(3): 556-574. |
| [2] | 李林, 张元珍, 鄢文英, 曾路, 庞锐, 许小霞, 金丰良. miR-6497-x在调控小菜蛾对真菌感染反应中的作用[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1550-1563. |
| [3] | 刘浩凯, 丰友娜, 李靖, 梁倩. 八角和莪术挥发油对小菜蛾杀虫活性成分及其作用机制[J]. 中国农业科学, 2025, 58(19): 3905-3918. |
| [4] | 张淑红, 高凤菊, 武秋颖, 纪景欣, 张运峰, 许可, 谷守芹, 范永山. 玉米大斑病菌热激蛋白HSP 9/12基因的克隆与表达分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(18): 3648-3663. |
| [5] | 王慧玲, 张莹莹, 闫爱玲, 王晓玥, 刘振华, 任建成, 徐海英, 孙磊. 多组学联合解析红色玫瑰香型葡萄品种转色过程中单萜和花色苷积累规律[J]. 中国农业科学, 2025, 58(13): 2645-2662. |
| [6] | 阮桥君, 毛苗苗, 张媛媛, 林晓蓉, 陈忠正. 茶树‘英红9号’乙胺合成关键酶基因CsAlaDC转录因子的筛选[J]. 中国农业科学, 2025, 58(12): 2427-2438. |
| [7] | 尹雨钦, 徐欢欢, 唐丽萍, 王欣雅, 胡春梅, 侯喜林, 李英. 不结球白菜GST基因家族的全基因组鉴定及花青素相关基因BcGSTF6的功能分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(16): 3234-3249. |
| [8] | 李志玲,李香菊,崔海兰,于海燕,陈景超. 牛筋草EPSPS酶联免疫试剂盒的研发及应用[J]. 中国农业科学, 2022, 55(24): 4851-4862. |
| [9] | 张洁, 姜长岳, 王跃进. 中国野生毛葡萄转录因子VqWRKY6与VqbZIP1互作调控抗白粉病功能分析[J]. 中国农业科学, 2022, 55(23): 4626-4639. |
| [10] | 王帅宇,张子腾,谢爱婷,董杰,杨建国,张爱环. 我国草地贪夜蛾种群杀虫剂靶标基因突变分析[J]. 中国农业科学, 2022, 55(20): 3948-3959. |
| [11] | 尹飞,李振宇,SAMINA Shabbir,林庆胜. P450基因在氯虫苯甲酰胺不同抗性品系小菜蛾中的表达及功能分析[J]. 中国农业科学, 2022, 55(13): 2562-2571. |
| [12] | 王萍,郑晨飞,王娇,胡璋健,邵淑君,师恺. 番茄转录因子SlNAC29在调控植株衰老中的作用及机理[J]. 中国农业科学, 2021, 54(24): 5266-5276. |
| [13] | 孟祥坤,吴赵露,杨雪梅,官道杰,王建军. 二化螟P糖蛋白基因的克隆分析及对杀虫剂的诱导响应[J]. 中国农业科学, 2021, 54(19): 4121-4131. |
| [14] | 杜星,曾强,刘禄,李琦琦,杨柳,潘增祥,李齐发. 二花脸猪linc-NORFA核心启动子鉴定与转录调控分析[J]. 中国农业科学, 2021, 54(15): 3331-3342. |
| [15] | 石鑫,李莎,王志敏,付开赟,付文君,姜卫华. 新疆马铃薯甲虫对噻虫嗪的抗性监测及其细胞色素P450基因表达分析[J]. 中国农业科学, 2021, 54(14): 3004-3016. |
|
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