仁扇舟蛾化学感受蛋白的鉴定、表达及与杀虫剂的结合特性分析OA

【目的】化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)参与昆虫寄主定位、生长发育、繁殖等过程,也有研究表明其参与昆虫对杀虫剂的探测。本研究旨在明确仁扇舟蛾Clostera restitura的CSPs与杀虫剂的结合特性,有助于阐明仁扇舟蛾对杀虫剂的感受机制,为开发仁扇舟蛾新型防控技术提供候选靶标基因。【方法】基于仁扇舟蛾幼虫转录组数据,通过生物信息学方法鉴定和筛选仁扇舟蛾CSP基因;利用邻接法对仁扇舟蛾与其他鳞翅目(Lepidoptera)昆虫CSPs进行系统发育分析。采用RT-qPCR测定CresCSP基因在氯虫苯甲酰胺胁迫(取食用5.69 mg/L氯虫苯甲酰胺溶液浸泡30 s的杨树叶片)不同时间的仁扇舟蛾3龄幼虫体内的表达量及处理24 h时组织(头、肠道、脂肪体和表皮)中的表达谱。通过原核表达系统和镍柱纯化获得CresCSP1/3/6/9重组蛋白;采用荧光竞争结合实验测定重组蛋白CresCSP1/3/6/9与14种杀虫剂的结合特性。【结果】从仁扇舟蛾转录组中鉴定出21个CSP基因,分别命名为CresCSP1-20;系统发育分析结果显示大多数CresCSPs与家蚕Bombyx mori和甜菜夜蛾Spodoptera exigua CSPs聚为一支。RT-qPCR结果表明,与对照组(取食等量丙酮溶液浸泡的杨树叶片的幼虫)相比,在取食氯虫苯甲酰胺处理的杨树叶片后24 h时,仁扇舟蛾3龄幼虫体内16个CresCSP基因(CresCSP1-3,CresCSP5-7,CresCSP9-14,CresCSP16,CresCSP18-20)的表达量呈现显著上调;CresCSP1/3/6/9分别在处理3龄幼虫24 h时的头、表皮、肠道和脂肪体中有不同程度的上调表达。荧光竞争结合实验表明,CresCSP1/3/6/9重组蛋白分别与毒死蜱和辛硫磷的结合能力较好,与毒死蜱的结合常数(Ki)值分别为10.6,10.6,9.3和11.2μmol/L,与辛硫磷的Ki值分别为6.5,13.6,12.5和8.5μmol/L。【结论】CresCSP1/3/6/9蛋白与有机磷类杀虫剂有较强的结合亲和力,暗示其可能参与仁扇舟蛾对有机磷类杀虫剂的识别与响应从而趋避或抵御该类杀虫剂。