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乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE,EC3.1.1.7)是维持神经系统正常功能的重要酶类,也是有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的作用靶标,多年来一直是农药毒理学研究的重点之一。2002年本实验室首次在同种昆虫体内发现了两个AChE基因,其中一个为黑腹果蝇AChE的直向同源基因(orthologous gene,Ⅱ型),另一个为黑腹果蝇AChE的共生同源基因(paralogous gene,Ⅰ型),自此,昆虫两个AChE的研究成为各国昆虫毒理学家研究的热点之一。昆虫体内两个AChE的存在为分子毒理学研究揭开了一个崭新的领域,究竟哪些昆虫具有两个AChE基因?这两个AChE基因各自又具有什么生理功能?它们的毒理学特性有何差异?它们是如何进化的?阐明这些问题可以为害虫抗药性治理和开发高选择性杀虫剂提供毒理学依据,本研究在国家自然科学基金项目《蚜虫乙酰胆碱酯酶的分子进化和毒理学特性研究》(项目编号:30370943)的资助下,以不同蚜虫为材料,开展了这方面的相关研究,取得了如下结果: 一、确定了禾谷缢管蚜和麦长管蚜体内都存在两种不同的AChE基因 通过比较已发表的昆虫AChE基因氨基酸序列,利用保守序列设计简并引物,利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术,从禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)和麦长管蚜Sitobion avenae(fabricius)中皆成功地克隆出了两种AChE的cDNA片段,分别命名为Rp.ace1、Rp.ace2和Ma.ace1、Ma.ace2。同源性分析表明,Rp.ace1、Ma.ace1与其它昆虫Ⅰ型AChE基因(Ace1)序列相同区域相似性在95%以上,Rp.ace2和Ma.ace2与其它昆虫Ⅱ型AChE(Ace2)基因序列相同区域相似性在96%以上,而Rp.ace1和Rp.ace2,以及Ma.ace1和Ma.Ace2的相似性均低于50%,说明禾谷缢管蚜和麦长管蚜体内都存在两种不同的AChE基因。 二、克隆获得了禾谷缢管蚜和麦长管蚜体内两种不同AChE的全基因 根据已经获得的cDNA片段设计特异引物,采用cDNA末端快速扩增技术(RACE),成功的从禾谷缢管蚜和麦长管蚜中克隆到两种AChE的全基因,分别命名为Rp.Ace1(GenBank登录号:AY667435)、Rp.Ace2(AY707318)、和Ma.Ace1