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椭圆食粉螨Aleuroglyphus ovatus(Troupeau)隶属于蜱螨亚纲Aacari、粉螨科Acaridae,是一种世界性的储粮害螨,且危害人体健康。重金属污染日益严重,对生物的健康及生存繁殖产生了严重危害。椭圆食粉螨抗氧化基因超氧化物歧化酶SOD对于Pb2+胁迫的响应机制尚不明确。本文克隆了椭圆食粉螨三个SOD基因cDNA全长,并且研究了不同浓度Pb2+胁迫下各发育阶段椭圆食粉螨总SOD酶活及mRNA表达变化规律,主要结果如下:1、椭圆食粉螨SOD酶活在不同发育阶段及不同浓度Pb2+胁迫下的响应测定5个不同浓度(0、12.5、25、50和100mg/kg,其中0mg/kg为对照组)Pb2+胁迫下椭圆食粉螨卵、幼螨、第一若螨、第三若螨和成螨的总SOD酶活。研究发现,0-100 mg/kg Pb2+处理下,椭圆食粉螨体内SOD酶活随着发育历期,呈先升后降的趋势,卵期酶活最低,第一若螨最高。随着Pb2+浓度升高,各发育阶段椭圆食粉螨SOD酶活呈先升后降趋势,但均显著高于对照组,其中,在25 mg/kg Pb2+浓度下各螨态SOD酶活显著高于其他处理组。此后SOD酶活随浓度升高而降低。2、椭圆食粉螨SOD基因序列的特征分析克隆得到了椭圆食粉螨三个SOD基因的cDNA序列全长,分别命名为AoSOD1,AoSOD2和AoOSD3。AoSOD1 基因为胞外 Cu/ZnSOD,全长 1100bp,ORF长为546bp,编码181 aa,分子质量约为18.999kDa,理论等电点pI为9.10,Cu2+结合位点为 His73,His75,His90,His147.Zn2+结合位点 His90,His98,His107,Asp110,包含 2 段签名基序,165-176(GNAGGRVGCGII)和 71-81(GFHIHQYGDTR),且N端有一段含19 aa的信号肽。AoSOD2为线粒体MnSOD,全长1042bp,其中ORF为693 bp,编码230 aa,分子质量约为25.065 kDa,理论等电点pI为9.10,Mn2+结合位点为His57,His105,Asp189,His193,包含1段签名基序:189-196(DVWEHAYY)。AoSOD3基因同为线粒体MnSOD,全长1003 bp,ORF为786bp,编码261 aa,分子质量为28.765 kDa,理论等电点pI为6.54,Mn2+结合位点为 His80,His127,Asp211,His215,含有一段签名基序:211-218(DVWEHAYY)。椭圆食粉螨AoSOD2和AoSOD3均为糖蛋白。椭圆食粉螨SOD基因系统发育分析表明:AoSOD1与胞外Cu/ZnSOD聚为一支,AoSOD2和AoSOD3与 MnSOD 聚为一支。3、椭圆食粉螨SOD基因在不同发育阶段及不同浓度Pb2+胁迫下的表达分析荧光定量PCR检测0 mg/kg Pb2+胁迫下椭圆食粉螨不同发育阶段,卵、幼螨、第一若螨、第三若螨和成螨三个SOD基因的相对表达水平,以卵作为对照。结果表明,与卵期相比,AoSODs基因均在若螨阶段表达显著上调,其幼螨和成螨的表达量均下降,但无显著差异。AoSOD1表达量在第三若螨期显著上调,为对照组的2.63倍;AoSOD3在第一若螨阶段显著上调,为对照组的7.83倍,AoSOD2在第一、三若螨均显著上调,分别为对照组的2.7和3.0倍。椭圆食粉螨第三若螨分别在12.5、25、50和100 mg/kg Pb2+处理后,以β-Actin和α-Tub作为内参基因,0 mg/kg Pb2+处理为对照,荧光定量PCR检测三个SOD基因的相对表达水平。结果表明:在0-100mg/kg Pb2+范围内均能检测到AoSODs基因表达。在12.5和25mg/kgPb2+胁迫下AoSODs基因相对表达量均下降,差异不显著;在50和100mg/kgPb2+胁迫下,AoSCD1和AoSOD2基因表达量均显著上调(P<0.05),AoSCD3仅在100mg/kgPb2+处理下显著上调。AoSCOD1,AoSOD2,AoSOD3基因相对表达量均在100 mg/kg Pb2+处理下达到最高峰,分别为对照组的3.1,4.1和2.3倍。椭圆食粉螨总SOD酶活具有发育阶段特异性,且Pb2+促进椭圆食粉螨SOD酶活的表达。椭圆食粉螨三个AoSODs基因mRNA的表达均具有发育阶段特异性,高浓度Pb2+促进椭圆食粉螨SOD酶活的表达,且线粒体MnSOD 比胞外Cu/ZnSOD响应更强且更广。此外,本研究发现椭圆食粉螨SOD基因的酶活变化与其mRNA表达水平并不同步。