發(fā)布時(shí)間：2022-01-06 07:29

　　飛蝗（Locusta migratoria）喜食多種農(nóng)作物,是重要的農(nóng)業(yè)害蟲之一。目前,高密度蝗災(zāi)的防治仍然依賴于大量化學(xué)殺蟲劑的施用。殺蟲劑的大規(guī)模、高頻率施用又會(huì)帶來一系列環(huán)境和生態(tài)問題,包括昆蟲抗藥性的產(chǎn)生及農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等。研究表明,導(dǎo)致害蟲抗藥性產(chǎn)生的重要機(jī)制之一是害蟲體內(nèi)解毒酶解毒能力的增強(qiáng)。細(xì)胞色素P450（Cytochrome P450,P450）是昆蟲體內(nèi)重要的解毒酶系之一,由多個(gè)基因編碼,在昆蟲對(duì)包括多種化學(xué)殺蟲劑在內(nèi)的內(nèi)源和外源化合物代謝解毒過程中發(fā)揮著重要作用。隨著飛蝗基因組測(cè)序的完成和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)的積累,越來越多的細(xì)胞色素P450基因被克隆。迄今為止,飛蝗中至少已有78個(gè)P450基因被克隆并命名,面對(duì)如此龐大數(shù)目的P450基因,對(duì)各個(gè)基因功能及其表達(dá)調(diào)控機(jī)制的解析成為P450研究所面臨的巨大挑戰(zhàn)。課題組前期通過RNAi結(jié)合殺蟲劑生測(cè)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)一些可能參與殺蟲劑解毒的P450基因,但鑒于蟲體內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性和RNAi技術(shù)的局限性,從蛋白水平對(duì)P450的生化特性和解毒機(jī)制的解析具有重要作用。另一方面,P450蛋白表達(dá)具有精密復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,以適應(yīng)多變的環(huán)境條件。因此,... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：134 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

當(dāng)前蝗蟲預(yù)防管理體系示意圖（改自ZhangLetal.,2019）

飛蝗細(xì)胞色素P450的殺蟲劑代謝解毒特性及其表達(dá)調(diào)控研究6圖1.2細(xì)胞色素P450的CO差光譜（FeyereisenR.2012）不同的細(xì)胞色素P450在氨基酸序列上可能存在很大差異，但有1個(gè)氨基酸是保守的，即血紅素的半胱氨酸配體[78]。此外，根據(jù)已有的昆蟲序列數(shù)據(jù)，細(xì)胞色素P450包括5個(gè)保守的基序（圖1.3），即WxxxR、GxE/DTT/S、ExLR、PxxFxPE/DRF和PFxxGxRxCxG/A。隨著蛋白質(zhì)表達(dá)和純化技術(shù)的進(jìn)步，越來越多蛋白晶體結(jié)構(gòu)被解析，證實(shí)其三維結(jié)構(gòu)是高度保守的（圖1.4）。WxxxR位于C-螺旋中，其中精氨酸殘基與血紅素輔基丙酸負(fù)離子作用形成電子拉鏈。GxE/DTT/S在I-螺旋中間，圍繞著1個(gè)保守的蘇氨酸殘基，位于血紅素吡咯環(huán)上方。ExLR位于螺旋K區(qū)，與位于L-螺旋之前的PxxFxPE/DRF通過鹽橋連接以穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)。PFxxGxRxCxG/A攜帶有半胱氨酸殘基，以硫醇鹽離子鍵的形式配位到螺旋I另一側(cè)的血紅素鐵上，P450的FeII-CO復(fù)合物在450nm處有特異吸收峰。這個(gè)血紅素結(jié)合環(huán)是P450最保守的部分，當(dāng)半胱氨酸被還原，硫醇鹽鍵破壞，P450將不可逆轉(zhuǎn)地失活轉(zhuǎn)變?yōu)镻420[79]。圖1.3細(xì)胞色素P450蛋白序列的保守和可變區(qū)域（FeyereisenR.2012）

飛蝗細(xì)胞色素P450的殺蟲劑代謝解毒特性及其表達(dá)調(diào)控研究6圖1.2細(xì)胞色素P450的CO差光譜（FeyereisenR.2012）不同的細(xì)胞色素P450在氨基酸序列上可能存在很大差異，但有1個(gè)氨基酸是保守的，即血紅素的半胱氨酸配體[78]。此外，根據(jù)已有的昆蟲序列數(shù)據(jù)，細(xì)胞色素P450包括5個(gè)保守的基序（圖1.3），即WxxxR、GxE/DTT/S、ExLR、PxxFxPE/DRF和PFxxGxRxCxG/A。隨著蛋白質(zhì)表達(dá)和純化技術(shù)的進(jìn)步，越來越多蛋白晶體結(jié)構(gòu)被解析，證實(shí)其三維結(jié)構(gòu)是高度保守的（圖1.4）。WxxxR位于C-螺旋中，其中精氨酸殘基與血紅素輔基丙酸負(fù)離子作用形成電子拉鏈。GxE/DTT/S在I-螺旋中間，圍繞著1個(gè)保守的蘇氨酸殘基，位于血紅素吡咯環(huán)上方。ExLR位于螺旋K區(qū)，與位于L-螺旋之前的PxxFxPE/DRF通過鹽橋連接以穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)。PFxxGxRxCxG/A攜帶有半胱氨酸殘基，以硫醇鹽離子鍵的形式配位到螺旋I另一側(cè)的血紅素鐵上，P450的FeII-CO復(fù)合物在450nm處有特異吸收峰。這個(gè)血紅素結(jié)合環(huán)是P450最保守的部分，當(dāng)半胱氨酸被還原，硫醇鹽鍵破壞，P450將不可逆轉(zhuǎn)地失活轉(zhuǎn)變?yōu)镻420[79]。圖1.3細(xì)胞色素P450蛋白序列的保守和可變區(qū)域（FeyereisenR.2012）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)飛蝗（Locusta migratoria）災(zāi)害地理分布模擬及其生物氣候因子分析[J]. 張杰,張旸,趙振勇,李敏.  干旱區(qū)地理. 2019(03)
[2]蝗蟲生物防治發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 石旺鵬,譚樹乾.  中國(guó)生物防治學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]昆蟲病原微生物對(duì)其寄主行為的調(diào)控作用研究進(jìn)展[J]. 石旺鵬,李傲梅,邢永杰,沈杰.  微生物學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]我國(guó)蝗蟲災(zāi)害可持續(xù)治理成效與展望[J]. 任彬元,楊普云,朱景全,魏?jiǎn)⑽?  中國(guó)植保導(dǎo)刊. 2017(09)
[5]昆蟲對(duì)擬除蟲菊酯類殺蟲劑的代謝抗性機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 陳澄宇,史雪巖,髙希武.  農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]昆蟲細(xì)胞色素P450抑制劑及殺蟲劑面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J]. 筱禾.  世界農(nóng)藥. 2015(06)
[7]轉(zhuǎn)飛蝗CYP408B1和CYP409A1基因果蠅品系對(duì)殺蟲劑的敏感性[J]. 高翠娥,張建琴,張徐波,張建珍,封云濤,吳�；�,馬恩波.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(06)
[8]有機(jī)磷類殺蟲劑代謝機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 王志超,康志嬌,史雪巖,高希武.  農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[9]飛蝗CYP408B1和CYP409A1基因的原核表達(dá)[J]. 高翠娥,任曉宇,張學(xué)堯,張婷婷,張建珍,馬恩波,吳�；�.  應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]小麥主要病蟲害全程綜合防治技術(shù)指導(dǎo)意見(下)[J].   農(nóng)村實(shí)用技術(shù). 2015(01)

博士論文
[1]飛蝗羧酸酯酶基因轉(zhuǎn)錄組分析及殺蟲劑解毒功能研究[D]. 張建琴.山西大學(xué) 2014
[2]飛蝗細(xì)胞色素P450基因的分子特性及功能研究[D]. 郭艷瓊.山西大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3572023