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细胞色素P450酶系代谢能力增强是害虫对杀虫剂产生抗药性的主要原因,而细胞色素b<,5>在P450介导的抗性中具有重要作用。其中可能与棉铃虫抗药性相关的细胞色素P450基因主要有CYP4G8、CYP6B7等,但目前仍缺乏直接证据证明这些P450在抗药性中的作用。将P450基因异源表达并测定P450蛋白对杀虫剂的催化代谢能力及其代谢规律是直接的证明途径之一。为了进一步了解细胞色素P450 CYP6B7和细胞色素b<,5>基因与棉铃虫对拟除虫菊酯类杀虫剂抗性之间的关系,本文进行了抗氰戊菊酯棉铃虫细胞色素b<,5>基因的克隆,并检测了该基因的表达,同时分别对细胞色素P450 CYP6B7和细胞色素b<,5>在毕赤酵母中的异源表达进行了探索。主要研究内容如下:
1) 根据已知细胞色素b5(AF061105)的核苷酸序列,设计特异性引物,以抗氰戊菊酯棉铃虫六龄中期幼虫的中肠组织总RNA为模板,采用反转录.多聚酶链式反应(RT-PCR)方法,克隆获得细胞色素b<,5>基因编码区序列。
2) 采用Northern杂交方法,检测细胞色素b<,5> mRNA在敏感棉铃虫6龄幼虫和抗氰戊菊酯4、5、6龄幼虫中肠组织中的表达。结果表明,抗性棉铃虫4龄期幼虫的细胞色素b<,5>mRNA表达量高于5、6龄幼虫,但抗性和敏感品系棉铃虫6龄幼虫的b<,5> mRNA表达量没有显著差异。
3) 选用毕赤酵母系统对抗氰戊菊酯棉铃虫细胞色素P450 CYP687和细胞色素b<,5>基因进行异源表达。根据巴斯德毕赤酵母表达质粒pPIC9K和CYP6B7及b<,5>序列的酶切位点,设计上下游引物,获得含有SnaB Ⅰ和Not Ⅰ限制性内切酶位点的细胞色素CYP6B7和b<,5>基因序列。将双酶切的细胞色素CYP6B7和b<,5>基因分别连接到经过同样处理的表达质粒pPIC9K上,转入TOP10,通过PCR和测序进行鉴定,证明重组表达载体构建成功,分别命名为pPIC9K-CYP6B7和pPIC9K-b<,5>。提取重组表达载体,以Sal Ⅰ线性化,电转化法将重组表达载体转入GS115酵母中,经G418筛选高拷贝子,甲醇诱导表达后分别对表达上清和沉淀进行聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳。结果表明,pPIC9K-b<,5>酵母转化子表达上清具有和预期片段大小一致、约为14KDa的蛋白条带,该条带随诱导时间而增强;但pPIC9K-CYP687酵母转化子表达上清及细胞沉淀中没有发现随诱导时间而变化的条带。