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桑螟(Glyphodes pyloalis Walker)目前已成为桑园最主要的害虫之一,桑螟大暴发会给桑园造成严重的灾难,给桑农带来巨大的经济损失。由于近年来桑园对杀虫剂严重的依赖性,桑螟对化学农药的抗性发展十分迅速,应引起我们的足够重视。与其他著名害虫如小菜蛾(Plutella xylostella)等相比,关于桑螟杀虫剂抗性相关的研究十分匮乏。代谢抗性是杀虫剂抗性中最主要的分子机制之一,三大解毒酶家族:细胞色素P450、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶在昆虫对外来有毒物质代谢过程中起非常重要的作用。本研究中我们以桑螟为主要研究对象,通过比较转录组分析,筛选了抗性相关基因,并对其进化关系进行了系统研究。本论文的主要内容包括以下几个部分: 1、本研究在Illumina4000平台上对敏感品系桑螟和抗性品系桑螟的中肠进行了转录组测序,最终分别获得27703和27684个Unigene,共获得32229个Unigene。通过差异基因分析,我们获得1740个差异基因,其中643个上调,1097个下调。基因功能注释结果显示261个差异基因显著注释到56个GO terms中。KEGG代谢通路分析结果表明含差异基因数最多的pathway是代谢通路(metabolic pathways)。 2、在桑螟中肠中鉴定了杀虫剂抗性有关的Unigene,包括33个细胞色素P450,27个谷胱甘肽S-转移酶基因,23个羧酸酯酶基因,1个乙酰胆碱酯酶基因,2个钠离子通道基因和5个鱼尼丁受体基因。对差异基因的筛选,得到19个差异表达的解毒酶基因,其中有9个P450(6个上调,3个下调),5个GST(2个上调,3个下调),5个CCE(3个上调,2个下调)。对差异基因进行定量PCR验证,结果与转录组数据一致。定量分析结果显示4种代谢酶基因在残杀威诱导后显著上调,而CYP324A19基因在辛硫磷诱导后表达极显著上调。此外我们在3个P450基因中发现21个SNP,只有CYP9A20基因的SNP导致了4个氨基酸的替换。 3、鉴定并比较了两种桑螟细胞色素P450基因:CYP324A19和CYP9A20,通过生物信息学分析和表达分析比较了两者的差异。发现CYP324A19基因可能通过上调参与桑螟抗药性。 4、初步构建了CYP9A20-pFastbac真核表达载体,并在转染Sf9细胞中得到了重组CYP9A20蛋白。为进一步研究该基因体外表达和蛋白的酶学特性等功能提供基础。