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近年来,大量研究表明,线粒体路径在细胞凋亡机制中起着至关重要的作用,其中,Bcl-2蛋白家族(Bax、Bcl-2)为该路径的上游调控蛋白,而胱天蛋白酶(Caspase-3)系该路径下游的凋亡执行酶蛋白,三者在细胞凋亡过程中的相互关系已成为凋亡研究中的热点问题。
小菜蛾是一种世界性害虫。根据本实验室前人的研究结果,高温胁迫下敏感和抗药性小菜蛾的生理适合度显著下降,本文通过不同处理温度和时间对小菜蛾成虫和蛹体内Bax、Bcl-2蛋白表达量和活性以及Caspase-3酶蛋白表达量影响的研究,探讨热胁迫条件对小菜蛾Bax、Bcl-2和Caspase-3表达的影响机制。研究结果表明:
(1)高温胁迫下,抗药性和敏感小菜蛾Bax蛋白表达量均显著上升。抗药性小菜蛾成虫上调表达的幅度高于敏感小菜蛾成虫,而抗药性与敏感小菜蛾蛹之间Bax表达量的上调幅度无明显规律。
(2)抗药性和敏感小菜蛾Bax蛋白活性在高温胁迫下均显著上升,且抗药性小菜蛾成虫和蛹Bax蛋白活性的上调幅度均显著大于敏感小菜蛾成虫和蛹。
(3)高温胁迫下,抗药性和敏感小菜蛾Bcl-2蛋白表达量均显著下调。抗药性小菜蛾蛹Bcl-2蛋白表达量下调幅度显著大于敏感小菜蛾蛹,而抗药性与敏感小菜蛾成虫之间Bcl-2蛋白表达量下调幅度无明显规律。
(4)抗药性和敏感小菜蛾成虫与蛹在高温胁迫下Bcl-2蛋白活性均显著下降,而抗药性与敏感小菜蛾之间Bcl-2蛋白活性下调幅度无明显规律。
(5)小菜蛾Caspase-3酶蛋白表达量在高温胁迫下显著上升,且抗药性小菜蛾成虫和蛹Caspase-3酶蛋白表达量的上调幅度显著高于敏感小菜蛾成虫和蛹Caspase-3酶蛋白表达量。
这些结果表明:(1)高温胁迫能诱导小菜蛾Bax蛋白表达量和活性以及Caspase-3酶蛋白表达量的上调,并下调Bcl-2蛋白表达量和活性;(2)高温胁迫后,抗药性小菜蛾Caspase-3酶蛋白表达量上调幅度显著大于敏感小菜蛾。Bax与Bcl-2蛋白作为Caspase-3酶蛋白的上游调控机制,通过调节Caspase-3来控制细胞凋亡,说明高温可显著抑制小菜蛾的生理适合度,但是对抗药性小菜蛾的抑制更为显著。
小菜蛾是一种世界性害虫。根据本实验室前人的研究结果,高温胁迫下敏感和抗药性小菜蛾的生理适合度显著下降,本文通过不同处理温度和时间对小菜蛾成虫和蛹体内Bax、Bcl-2蛋白表达量和活性以及Caspase-3酶蛋白表达量影响的研究,探讨热胁迫条件对小菜蛾Bax、Bcl-2和Caspase-3表达的影响机制。研究结果表明:
(1)高温胁迫下,抗药性和敏感小菜蛾Bax蛋白表达量均显著上升。抗药性小菜蛾成虫上调表达的幅度高于敏感小菜蛾成虫,而抗药性与敏感小菜蛾蛹之间Bax表达量的上调幅度无明显规律。
(2)抗药性和敏感小菜蛾Bax蛋白活性在高温胁迫下均显著上升,且抗药性小菜蛾成虫和蛹Bax蛋白活性的上调幅度均显著大于敏感小菜蛾成虫和蛹。
(3)高温胁迫下,抗药性和敏感小菜蛾Bcl-2蛋白表达量均显著下调。抗药性小菜蛾蛹Bcl-2蛋白表达量下调幅度显著大于敏感小菜蛾蛹,而抗药性与敏感小菜蛾成虫之间Bcl-2蛋白表达量下调幅度无明显规律。
(4)抗药性和敏感小菜蛾成虫与蛹在高温胁迫下Bcl-2蛋白活性均显著下降,而抗药性与敏感小菜蛾之间Bcl-2蛋白活性下调幅度无明显规律。
(5)小菜蛾Caspase-3酶蛋白表达量在高温胁迫下显著上升,且抗药性小菜蛾成虫和蛹Caspase-3酶蛋白表达量的上调幅度显著高于敏感小菜蛾成虫和蛹Caspase-3酶蛋白表达量。
这些结果表明:(1)高温胁迫能诱导小菜蛾Bax蛋白表达量和活性以及Caspase-3酶蛋白表达量的上调,并下调Bcl-2蛋白表达量和活性;(2)高温胁迫后,抗药性小菜蛾Caspase-3酶蛋白表达量上调幅度显著大于敏感小菜蛾。Bax与Bcl-2蛋白作为Caspase-3酶蛋白的上游调控机制,通过调节Caspase-3来控制细胞凋亡,说明高温可显著抑制小菜蛾的生理适合度,但是对抗药性小菜蛾的抑制更为显著。