星豹蛛羧酸酯酶基因鉴定及对溴氰菊酯解毒功能的研究

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羧酸酯酶是三大解毒酶之一,能够降解包含酯键的内源或外源物质。蜘蛛是农林生态系统中主要的捕食性天敌,星豹蛛Pardosa astrigera能捕食多种害虫,是优势种蜘蛛之一,化学农药的大量使用严重威胁着星豹蛛的生存。因此鉴定星豹蛛羧酸酯酶基因并对其分子特性及杀虫剂解毒功能进行研究,有助于揭示星豹蛛对杀虫剂的解毒机制。本文主要研究结果如下:1.溴氰菊酯对星豹蛛CarEs活性的影响采用药膜法,测定不同浓度溴氰菊酯处理不同时间后星豹蛛雄成蛛CarEs活性。结果表明,溴氰菊酯对羧酸酯酶活性表现为早期诱导、后期抑制的作用。处理后1,2,4,12h,羧酸酯酶活性被激活;处理后6,18,24 h,羧酸酯酶活性被抑制。2.星豹蛛CarEs基因cDNA序列的筛选与鉴定基于星豹蛛转录组数据库,筛选并鉴定出15个星豹蛛CarEs基因片段,其中有9个CarEs基因全长序列。聚类结果表明14个CarEs分布于3个簇:包括J簇乙酰胆碱酯酶acetylcholinesterase(9个CarEs,其中6个为全长)、M簇Gliotactin(2,1)和N簇神经动蛋白Neurotactin(3,1);还有1个是全长的基因不能很好地与其他簇聚在一起。3.星豹蛛CarEs基因的克隆克隆获得星豹蛛羧酸酯酶基因PaCarE1-4(Gen Bank登录号:MZ643212、MZ643214、MZ643215、MZ643216)的全长cDNA序列,开放阅读框分别为1 653,1 803,1 827和1 818 bp,分别编码550,600,608和605个氨基酸。4.星豹蛛CarEs基因表达特性组织表达谱结果表明,PaCarE1和PaCarE2在星豹蛛雌雄成蛛腹部表达量最高,而PaCarE3和PaCarE4在雌雄成蛛头胸部表达量最高。LC30浓度溴氰菊酯胁迫12 h诱导了星豹蛛雄成蛛中PaCarE1,LC10和LC30浓度溴氰菊酯胁迫12 h诱导了PaCarE2的表达。LC30浓度溴氰菊酯胁迫不同时间后,与对照组(丙酮处理组)相比,星豹蛛成蛛中PaCarE4的表达量与对照组均无显著差异,而PaCarE1的表达量在处理后2,8和12 h,PaCarE2的表达量在处理后12 h,PaCarE3的表达量在处理后24 h显著上调(P<0.05)。5.星豹蛛PaCarE1基因干扰初探星豹蛛注射si-PaCarE1溶液后,对其干扰效率进行检测。结果显示:基因表达量在12 h显著低于对照(P<0.05),仅为对照的44%,PaCarE1能够被有效沉默。注射siRNA溶液12 h后,对星豹蛛进行溴氰菊酯生物学测定试验,结果显示:星豹蛛对溴氰菊酯敏感性提高,这初步说明PaCarE1在星豹蛛代谢溴氰菊酯中发挥一定的作用。本文对羧酸酯酶进行酶活性测定,筛选出15个星豹蛛羧酸酯酶基因,克隆得到其中4个基因,测定在不同组织的表达,分析这4个基因在溴氰菊酯不同浓度及不同时间胁迫后的表达模式,明确PaCarE1在星豹蛛代谢溴氰菊酯中发挥的作用,为这一捕食性天敌的保护提供理论基础。
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