2-十三烷酮是广泛存在于茄科植物当中的一种防御性植物次生物质,它可以诱导许多害虫解毒酶活性增加而降低杀虫剂的防效。细胞色素P450是棉铃虫代谢植物次生物质及杀虫药剂等外源化合物的重要酶系,对P450基因的转录调控机制进行深入研究具有重要的理论和实践意义。本项目将(1)分析2-十三烷酮诱导棉铃虫中肠CYP6B6基因表达的时间和剂量效应,确定2-十三烷酮诱导胁迫下棉铃虫CYP6B6基因原位转录水平;(2)克隆棉铃虫CYP6B6基因启动子并对其进行生物信息学分析;(3)用荧光素酶报告基因系统分析棉铃虫CYP6B6启动子中2-十三烷酮应答区域;(4)利用凝胶阻滞电泳确定CYP6B6启动子中2-十三烷酮应答的核心元件,探明包含2-十三烷酮诱导型启动子的转录调控功能。本研究对阐明CYP6B6基因的表达调控,揭示棉铃虫对寄主植物防御性次生物质的适应性机理,提高对棉铃虫有效控制具有重要意义。
Helicoverpa armigera;CYP6B6 over-expression;promoter activity;2-tridecanone;core responsive region
细胞色素P450在昆虫应对异源有毒物质的解毒过程中发挥着重要的作用,但昆虫细胞色素P450可被化学杀虫剂、植物次生性物质等所诱导。本项目研究了植物次生物质2-十三烷酮对棉铃虫细胞色素P450 CYP6B6的诱导作用,并对调控CYP6B6表达的启动子区域进行了深入研究。 采用免疫组化和荧光定量的方法研究了CYP6B6基因的表达情况,结果表明CYP6B6基因不仅在棉铃虫的中肠、脂肪体体壁和头壳中表达,也在其卵中表达,同时均可被2-十三烷酮诱导过表达。为了进一步探讨2-十三烷酮诱导其过表达的调控机制,首先利用基因组步移法得到CYP6B6基因的启动子(1333bp)(GenBank登录号HM565970),继而用荧光素酶报告基因分析系统研究棉铃虫CYP6B6 基因启动子中2-十三烷酮应答区域,结果显示CYP6B6基因启动子缺失片段不仅有基础的启动子活性,也有2-十三烷酮诱导的启动子活性,且在诱导后启动子的活性均升高,其中以Kpn-778(﹣373 ~﹢405bp)的启动子活性最强,差异极显著,揭示CYP6B6基因启动子上的﹣373~-171bp区域可能含有2-十三烷酮的应答片段;同时,在-577~-373bp区域可能还有调控该基因表达的抑制子。随后分别将CYP6B6基因启动子上两个片段?292 ~ ?154 bp 和 ?373 ~﹢21 bp进行地高辛标记后,与提取的核蛋白进行结合反应,凝胶阻滞结果表明两个片度均能与核蛋白进行特异性结合,揭示CYP6B6基因启动子上?292 ~ ?154 bp区域为2-十三烷酮应答核心区域。进一步明确了植物次生物质2-十三烷酮对CYP6B6的诱导过表达作用及其调控表达,诠释了棉铃虫成灾机理、植物次生物质与害虫猖獗危害的关系,为棉铃虫的抗药性理论和控制技术研究提供必要依据。