尿苷二磷酸葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(UGTs)作為一種重要的II期解毒代謝酶在自然界生物體中廣泛存在。UGTs能夠?qū)⒍喾N親脂小分子與糖供體結(jié)合,轉(zhuǎn)化為水溶性更強的代謝產(chǎn)物。因此,糖基化作用在多種內(nèi)源性和外源性化合物的失活和代謝中都起著重要作用。噻蟲嗪是一種具有氯噻唑結(jié)構(gòu)的第二代煙堿類高效低毒殺蟲劑,與昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)細胞的煙堿乙酰膽堿受體(nAChR)發(fā)生不可逆的結(jié)合,干擾昆蟲神經(jīng)沖動的傳遞,進而導(dǎo)致昆蟲麻痹死亡。棉蚜作為一種對殺蟲劑具有廣譜抗性的世界性害蟲,其UGTs對噻蟲嗪的解毒代謝機制尚不明確。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)UGTs抑制劑磺吡酮和5-硝基脲嘧啶能夠顯著增強噻蟲嗪對抗性棉蚜的毒性。依據(jù)棉蚜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫,我們鑒定出共31個UGT蛋白,分別屬于11個不同UGTs亞家族(UGT329、UGT330、UGT341、UGT342、UGT343、UGT344、UGT345、UGT348、UGT349、UGT350和UGT351)。通過實時熒光定量技術(shù),發(fā)現(xiàn)相比于噻蟲嗪敏感品系,在抗性棉蚜中有23個UGT基因的表達水平上調(diào),其中13個UGT基因表達水平上調(diào)近2倍(UGT344J2、UGT348A2、UGT344D4、UGT341A4、UGT343B2、UGT342B、UGT350C、UGT344N2、UGT344A14、UGT344B4、UGT351A4、UGT344A11和UGT349A2)。通過喂食棉蚜dsRNA成功抑制了5個UGT基因的表達,其中UGT348A2、UGT344B4和UGT344J2在被沉默后,能夠顯著提高棉蚜對噻蟲嗪的敏感性。結(jié)合基因?qū)崟r熒光定量結(jié)果和轉(zhuǎn)錄組表達量,我們克隆了UGT344B4和UGT344J2基因,進行體外原核表達。其中UGT344J2成功表達,并具有體外活性。利用液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)檢測UGT344J2蛋白對特定底物噻蟲嗪的酶代謝反應(yīng),發(fā)現(xiàn)UGT344J2蛋白不能直接催化噻蟲嗪發(fā)生糖基化反應(yīng)。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S433.3
【部分圖文】：

圖 2.1 UGTs 系統(tǒng)發(fā)育進化樹Figure 2.1 UGTs phylogenetic tree homology注：紅色三角代表同源性大于 50%3.2 UGTs 基因序列比對圖通過8個具有代表性的UGTs序列多重比對，我們發(fā)現(xiàn)了兩個重要的結(jié)構(gòu)度可變的 N-末端底物結(jié)合結(jié)構(gòu)域和保守的 C-末端糖供體結(jié)合結(jié)構(gòu)域見圖 序列的 N-末端，有長短不一的氨基酸殘基構(gòu)成了信號肽序列。在序列上發(fā)個重要且保守的糖供體結(jié)合位點（DBR1 和 DBR2）。在序列中后段，發(fā)現(xiàn)蟲UGTs獨有的特征序列(FVA)-(LIVMF)-(TS)-(HQ)-( GAC)-G-X(2)-(STG)

16圖 2.2 UGT 基因序列比對Figure 2.2 Alignment of UGT gene sequences注：藍色下劃線標注信號肽，紅色下劃線標注重要結(jié)合位點，紅色方框標注特征序列。

圖 2.3 實時熒光定量 PCR 測定 SS 與 ThR 棉蚜 UGTs 基因表達水平Figure 2.3 Transcription levels of UGTs in the SS and SR strains determined by real-time PCR

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本文編號：2815745