小菜蛾P(guān)lutella xylostella（L.）,屬鱗翅目菜蛾科,是十字花科作物重要害蟲,在世界各地廣泛分布。小菜蛾繁殖力強(qiáng)和世代周期短的特點(diǎn)使其能對各種殺蟲劑快速進(jìn)化產(chǎn)生抗藥性,這使得小菜蛾的治理問題日趨嚴(yán)重。蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis,Bt）,屬于革蘭氏陽性細(xì)菌,它在產(chǎn)胞過程中能產(chǎn)生多種殺蟲晶體蛋白,對多種靶標(biāo)害蟲具有高效專一的毒殺作用,而且不同的Bt殺蟲晶體蛋白基因也被轉(zhuǎn)入到了多種重要的大田作物中（Bt作物）,這在控制田間害蟲方面起到了不可替代的作用。然而,Bt制劑及Bt作物的大量不合理使用不可避免的導(dǎo)致害蟲對Bt產(chǎn)生高抗性。因此,闡明害蟲對Bt產(chǎn)生抗性的分子機(jī)制對于Bt可持續(xù)應(yīng)用和田間害蟲抗性綜合治理至關(guān)重要。小菜蛾是第一個被報道在田間對Bt制劑產(chǎn)生抗性的害蟲,而且小菜蛾全基因組測序也已完成并對外公布,這使得小菜蛾成為研究昆蟲對Bt抗藥性分子機(jī)制的模式昆蟲。本實(shí)驗室前期小菜蛾Bt抗性分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)小菜蛾對Bt Cry1Ac抗性與經(jīng)典的Bt R-1抗性基因座內(nèi)有絲分裂原激活的蛋白激酶（Mitogen-activated protein ki... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

PFT和Bt毒素作用機(jī)制Fig1.1ModeofactionofPFTandBt(A)PFT成孔分子機(jī)制(DalPeraroandvanderGoot,2016)(B)BtCry1Ac作用機(jī)制(Bravoetal.,2011)

這些基因可受位于該抗性基因座內(nèi)的 MAPK 途徑的基因 MAP4K4 調(diào)控（圖1.2）(Guo et al., 2015a)。研究還發(fā)現(xiàn)該種群小菜蛾 Cry1Ac 抗性與 ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)家族中 ABCG 亞族的ABCG1 基因的下調(diào)相關(guān)(Guo et al., 2015c)，與 CAD 基因無關(guān)(Guo et al., 2015b)。1.4 MAPK 信號途徑概況1.4.1 MAPK 信號途徑構(gòu)成細(xì)胞為了存活和行使生理功能就要對環(huán)境的變化和外界的刺激做出應(yīng)答來激活相應(yīng)的細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)。因此從外界刺激源到最終細(xì)胞的生物學(xué)反應(yīng)需要一個“communication lines”，就是通常所說的信號途徑。大多數(shù)情況下信號的傳導(dǎo)是通過蛋白激酶間順次的磷酸化激活來實(shí)現(xiàn)的。有絲分裂原激活的蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases, MAPK)，屬于絲氨酸蘇氨酸激酶，其構(gòu)成的 MAPK 信號途徑作為此種方式的中樞信號途徑在過去幾十年中得到了廣泛研究(Avruch,A B 1 237

圖 1.3 哺乳動物中 MAPK 途徑概覽（http://www.kegg.jp/）Fig 1.3 The signaling diagram of mammalian MAPK pathway adapted from KEGG pathway database(http://www.kegg.jp/)ERK 途徑可以被許多細(xì)胞因子諸如生長因子、激素等激活，在細(xì)胞增殖和分化中發(fā)揮重要作用，某些條件下可以也可由環(huán)境的壓力激活(Roux and Blenis, 2004)。細(xì)胞因子通過細(xì)胞膜上的酪氨酸激酶受體(tyrosine kinase receptor,RTK)、G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)、離子通道等膜受體招募銜接蛋白，通過將 GTP 轉(zhuǎn)移至 GTP 結(jié)合蛋白(Ras、Rap)將其激活，進(jìn)而激活 ERK 上游的 MAP3K、MAP2K，最終激活 ERK(Johnson and Lapadat, 2002; Roux and Blenis, 2004)。ERK 途徑的 MAP3K大多數(shù)情況下是 Raf 激酶，在哺乳動物中包含 Raf-1、B-Raf、A-Raf 三類，MAP3K8 和 MEKK1也有可能參與。另一類 MAP3K 是具有組織表達(dá)特異性的激酶 mos(Raman et al., 2007)。MAP2K包括 MEK1/2(MAPK/ERK kinase1/2)，通常通過 MAP3K 磷酸化 MEK1/2 的 S-X-A-X-S/T motif 中的絲氨酸激活進(jìn)而磷酸化 ERK1/2 中 T-E-Y motif 中的蘇氨酸和酪氨酸將 ERK1/2 激活(Chang andKarin, 2001; Johnson and Lapadat, 2002; Plotnikov et al., 2011; Roux and Blenis, 2004)。P38 途徑作為壓力應(yīng)激的一條主要途徑，可由多種生物脅迫和非生物脅迫激活，如致病菌感染、炎癥因子、滲透壓改變等。信號源通過 G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)、腫瘤因子受體(TNFR)、Toll受體等膜受體通過銜接蛋白激活 GTP 結(jié)合蛋白，如 Rho 家族的 Rac 和 Cdc42(Keshet and Seger,2010; Zarubin and Jiahuai, 2005)。這些蛋白激活 MAP4K4 或者 MAP3K。Rac1 就可以與 MEKK1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小菜蛾飼養(yǎng)技術(shù)與規(guī)范[J]. 郭兆將,康師,吳青君,張友軍.  應(yīng)用昆蟲學(xué)報. 2015(02)
[2]Activation and signaling of the p38 MAP kinase pathway[J]. Tyler ZARUBIN.  Cell Research. 2005(01)

博士論文
[1]小菜蛾對Bt Cry1Ac毒素抗性的分子機(jī)制研究[D]. 郭兆將.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016



本文編號：3044501