棉铃虫不同发育阶段微粒体P450酶系组成和活性的比较

比较了棉铃虫Helicoverpa armigera 6龄幼虫、蛹、成虫微粒体P450单加氧酶系组成及其活性。P450含量在6龄幼虫中肠>（脂肪体=蛹）>成虫,NADPH-细胞色素还原酶在幼虫中肠>幼虫脂肪体>蛹>成虫;6龄幼虫脂肪体微粒体与蛹脂肪体微粒体P450含量相近,但NADPH-细胞色素还原酶活性前者是后者的4.2倍;成虫微粒体的细胞色素P450和NADPH细胞色素P450还原酶含量很低,几乎未检测出。用对-硝基苯甲醚和艾氏剂为底物测定P450酶系活性表明,与6龄幼虫相比,蛹和成虫具有极低的单加氧酶活性,其O-脱甲基酶活性未检出,艾氏剂环氧化酶活性比幼虫低2～3个数量级。     

棉铃虫中肠微粒体P450的分离纯化

为深入研究棉铃虫Helicoverpa armigera细胞色素P450的结构与功能,需要分离不同型的P450蛋白。作者建立了适用于棉铃虫中肠微粒体P450的纯化方法,包括聚乙二醇8000（PEG8000）沉淀、高效疏水作用色谱（HPHIC）和高效离子交换色谱（HPIEC）等连续分离步。SDS-PAGE（银染）显示,棉铃虫中肠微粒体经以上步骤分离纯化后,在含P450的馏分中检测出分子量分别为58 kD、47 kD、56 kD和45 kD的4条蛋白带。 P450的回收率为14.3%,比含量提高了39倍。     

细胞色素P450介导抗性的进化可塑性

细胞色素P450是超基因家族,由其介导的杀虫剂代谢解毒的增强是昆虫产生抗药性的普遍而主要的机制。近年的研究表明,细胞色素P450介导的代谢抗性表现出一定程度的进化可塑性:即使是同种昆虫的不同种群在相同种类杀虫剂的胁迫下,进化选择出的抗性相关的细胞色素P450也有所不同,抗性的产生也可以是几种不同细胞色素P450协同作用或控制P450表达的调控因子的不同。     

Induction of the mRNA for CYP6B2, a pyrethroid inducible cytochrome p450, in Helicoverpa armigera (Hubner) by dietary monoterpenes

A cDNA clone encoding a cytochrome P450 from H. armigera was used to examine the expression of two homologous cytochrome P450 mRNAs, one of which, CYP6B2, is probably involved in pyrethroid metabolism. The mRNA for CYP6B2 in particular can be induced up to tenfold by peppermint oil and the monoterpene α-pinene as well as to a smaller extent by menthol, butylated hydroxyanisole, and piperonyl butoxide. Both mRNAs are present in the major larval tissues, midgut, fat body, and cuticle, although only the mRNAs in the midgut and fat body are inducible by peppermint oil. The induction is a rapid process occurring within a period of 4 h with a similarly rapid rate of decrease in the absence of the inducing compounds. During normal development both mRNAs are absent from eggs and increase during the larval stage, reaching a maximum during mid fifth instar. Both mRNAs then decrease to undetectable levels during pupation and remain undetectable in the adult stage. © 1997 Wiley-Liss, Inc.     

Partial purification of Cytochrome P450 from Helicoverpa armigera (Hübner)

Abstract The cytochrome P450 (Cyt‐P450) proteins from the fat body and midgut of the cotton bollworm, Helicoverpa armigera, were respectively partially purified by a set of purification procedures including differential centrifugation, solubilization of CHAPS, protein precipitation by PEG precipitation and DE‐32 column chromatography. The Cyt‐P450 was detected by methods of CO difference spectrum and SDS‐PAGE. Fraction of detergent solubilized microsomes from the fat body of H. armigera was purified more than 17‐fold. Three protein bands were detected by SDS‐PAGE with molecular masses of 70 600, 63 300 and 571 200Da. It is possible that the proteins with molecular mass of 63 300 and 571 200Da were the isozymes of Cyt‐P450.     

CYTOCHROME P450 MONOOXYGENASES ASSOCIATED WITH PYRETHROID RESISTANCE IN HELICOVERPA ARMIGERA (HÜBNER)

Abstract  The relationship between the cytochrome P-450 (cytP⁴⁵⁰ monooxygenase and insecticide resistance mechanisms in Helicoverpa armigera was studied. The level of cytP450 and activity of p -ni-troanisole ( p -NA) O-demethylase in resistant strain were 1. 71 times and 2. 21 times respectively higher as compared with those of the susceptible strain. Aldrin epoxidase activity showed 1. 35 fold strain difference. Therefore aldrin epoxidase might not be important for H. armigera resistance mechanism, the level of cytP450 and activity of p -NA O-demethylase might play a vital role in H. armigera resistance mechanisms. The reason of different resistance mechanisms among different H. armigera resistant strains is discussed.     

细胞色素P450介导的昆虫抗药性的分子机制

细胞色素P450(简称P450) 对杀虫剂的代谢作用直接影响到昆虫对杀虫剂的耐受性和杀虫剂对昆虫的选择性,由P450介导的杀虫剂代谢解毒作用的增强是昆虫产生抗药性的常见而重要的机制。P450介导的杀虫剂代谢抗性具有普遍性、交互抗性与进化可塑性的特点,涉及P450基因重复与基因扩增、基因转录上调以及结构基因的变异等多样化的分子机制,并且多重机制的共同作用可以导致高水平抗药性。这些研究发现说明,无论是昆虫抗药性机制的研究,还是抗药性监测与治理都要有动态的、因地制宜的理念。     

昆虫基因启动子及细胞色素P450基因启动子研究进展

细胞色素P450是一类重要的解毒酶系。昆虫在各种内源或外源性有毒物质的胁迫下,通过调控体内细胞色素P450的过表达,对有毒化合物进行解毒代谢,从而适应不利环境。在昆虫体内,P450基因表达的调控主要发生在转录水平上,启动子作为基因的一部分,能够与RNA聚合酶结合形成转录起始复合体,进而控制基因表达的起始时间和表达程度。基于此,就昆虫启动子的分析及功能验证的主要方法、昆虫启动子的结构特征及昆虫细胞色素P450基因启动予的一些研究进展进行概述,以期为昆虫细胞色素P450基因启动子的深入研究提供借鉴。     

Increasing tolerance to Cry1Ac cotton from cotton bollworm, Helicoverpa armigera, was confirmed in Bt cotton farming area of China

Abstract.  1. Changes in the frequency of Cry1Ac resistance genes and shifts in tolerance of cotton bollworm, Helicoverpa armigera , to the Cry1Ac toxin were assessed using bioassays of F₁ and F₂ offspring of isofemale lines from Anci County of Hebei Province (a multiple-crop system including corn, soybean, peanut, and Bt cotton) and Xiajin County of Shandong Province (an intensive Bt cotton planting area) in Northern China during 2002–2005.
2. A conservative analysis of the overall results indicated that there was a small increase in the frequency of major, non-recessive resistance genes over time.
3. The relative average development ratings [RADR – growth rate of a line on a Bt diet in proportion to the growth rate on a non-Bt (NBT) diet] of the bollworm larvae in F₁ tests increased significantly from year to year, indicating a gradual trend towards higher tolerance to Cry1Ac in the field populations.
4. There were also significant positive correlations between RADR of the lines in the F₁ generation and the RADR of their F₂ offspring, indicating that the tolerance was genetically based.
5. Quantitative genetic simulation analysis showed that resistance of H . armigera to Bt cotton in Xiajin could evolve to a high level in 11–15 years if no effective resistance management measures are carried out.     

棉铃虫细胞色素P450 cDNA片段的克隆与序列分析

以 5龄实验室敏感品系棉铃虫Helicoverpaarmigera的总RNA为模板 ,采用简并性引物 ,利用反转录 -多聚酶链式反应 (RT PCR)扩增出了 2个新的长度分别为 2 3 7bp和 2 40bp的cDNA片段。序列分析表明 ,2 3 7bp的cDNA片段与棉铃虫P45 0CYP4家族有较高的相似性 ,最高达 73 %;而 2 40bp的cDNA片段与CYP6家族有较高的相似性 ,最高达 49%。     

2-十三烷酮对棉铃虫细胞色素P450的诱导作用

将2-十三烷酮按0.005%～0.01%（重量比）的浓度加到棉铃虫人工饲料中,连续诱导3代,测定棉铃虫中肠和脂肪体中细胞色素P450(cyt-P450)含量以及与标准配基（正丁醇、吡啶、苯胺、环己烷）形成的氧化型结合光谱。2-十三烷酮诱导品系的中肠cyt-P450与CO结合光谱的最大吸收峰在449 nm处,脂肪体cyt-P450与CO结合光谱的最大吸收峰在450.7 nm处。中肠cyt-P450除了在450 nm附近存在一个吸收峰外,在通入CO后依次在414、415、418 nm附近出现吸收峰,随后该峰消失,随着时间的推移（第31次扫描）在420 nm处又开始出现一个弱吸收峰。2-十三烷酮诱导品系的中肠、脂肪体cyt-P450与4种标准配基形成的差光谱与对照相比在峰型上存在着不同程度的差异。中肠cyt-P450与正丁醇形成双峰双谷的光谱;脂肪体cyt-P450与正丁醇形成的光谱最大吸收峰在416.61 nm处,波谷在424.91 nm处;中肠cyt-P450和脂肪体cyt-P450与吡啶形成的光谱为典型的Ⅱ型光谱,而与环己烷形成的光谱为不典型Ⅰ型光谱;中肠和脂肪体的cyt-P450与苯胺形成典型的Ⅱ型光谱,最大吸收峰分别在443.30和428.92 nm处,最小吸收分别在402.30和401.00 nm处。     

四种去垢剂对棉铃虫微粒体细胞色素P450的增溶与变性作用

为分离纯化棉铃虫的细胞色素P450,比较了4种去垢剂对棉铃虫微粒体P450的增溶与变性作用。结果表明：CHAPS (3-[(3-cholamidopropyl)- dimethylammonio]-1-propanesulfonate)能有效地增溶中肠和脂肪体微粒体P450,而Lubrol PX（聚氧乙烯十二烷基乙醇醚）、Emulgen 911（聚氧乙烯壬基苯酚醚）和胆酸钠的增溶效果较差;CHAPS对中肠和脂肪体微粒体P450的最适增溶浓度分别为0.5%和0.5%～0.8%; 终浓度为0.5%时, 4种去垢剂对中肠和脂肪体微粒体P450的变性作用不明显。     

应用毛细管气相色谱法检测棉铃虫细胞色素P450 O-脱甲基活性

依据毛细管气相色谱法灵敏度高 ,样品用量少 ,分辨率高的特点 ,建立了一个用于检测棉铃虫Helicoverpaarmigera幼虫中肠和脂肪体细胞色素P45 0O -脱甲基活性产物的小型反应体系 ( 875 μL) ,其中含 0 1mol L ,pH 7 8Tris HCl缓冲液 ,0 5 μmol,NADPH ,7 5 μmolMgCl2 ,0 0 85 %BSA ,0 1 5 7mmol对硝基苯甲醚及酶液。利用毛细管气相色谱直接检测该反应体系中棉铃虫细胞色素P45 0的O -脱甲基产物对硝基苯酚。     

玉米螟P450基因cDNA的克隆及植物次生物质对其诱导表达

昆虫细胞色素P450是一类在生物代谢中起重要作用的基因家族,承担着许多重要的生 理功能,包括对植物次生物质代谢和杀虫剂解毒等.本研究以玉米螟5龄幼虫中肠的总RNA为 模板,根据不同昆虫P450基因家族保守氨基酸序列,设计并合成简并引物,利用RT-PCR扩 增出了玉米螟细胞色素P450基因cDNA片段,将其克隆到pMD19 T载体进行序列测定.测序获得了编码213个氨基酸残基的641 bp的DNA片段,命名为OfP450(GenBank登录号：EU807990) ;与已公布的棉铃虫、家蚕、欧洲防风草结网毛虫、小菜蛾和黑腹果蝇等的细胞色素P450氨基酸序列进行比较,其一致性分别为55％、50％、49％、44％和31％.将植物次生物质棉酚、丁布添加入人工饲料中,对玉米螟进行了饲喂实验,采用优化半定量RT-PCR,以18S rRNA为内标,RT-PCR检测进食棉酚、丁布植物化合物的玉米螟中肠P450基因的转录. 结果表明,其转录水平能被棉酚、丁布显著诱导. 提示本实验克隆的玉米螟细胞色素P450对植物次生物质的代谢作用与P450表达量呈正相关.该研究为下一步将植物介导的RNA干扰技术应用于害虫生物防治提供坚实的基础.     

棉铃虫P450基因HarmCYP9A33的克隆、 序列分析及原核表达

夜间活动昆虫如夜蛾类主要通过嗅觉来寻找配偶、 寄主植物和产卵场所, 是研究昆虫嗅觉分子机制的理想材料。P450为多功能单加氧酶, 在昆虫对各种内源与外源物质的代谢中起重要作用。为研究P450在昆虫嗅觉中的作用, 本研究采用RT-PCR和RACE技术, 从夜蛾科昆虫棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)雄蛾触角中扩增得到一条全长1 772 bp的P450基因, 命名为HarmCYP9A33 (GenBank登录号为JX486677)。序列分析表明, HarmCYP9A33开放阅读框全长1 590 bp, 编码529个氨基酸残基, 预测蛋白质分子量和等电点分别为61. 62 kD和7. 97; HarmCYP9A33与甘蓝夜蛾Mamestra brassicae触角毛形感器中高表达的MbraCYP9A13蛋白的氨基酸序列一致性最高, 达75%, 蛋白二级结构相似, 6个底物识别位点(substrate recognition sites, SRSs)序列一致性达61%, 其中底物与酶结合通道开关Ⅰ螺旋中SRS4序列完全相同, 与棉铃虫CYP9A亚家族蛋白有一定的结构相似性。Real-time PCR检测表明, HarmCYP9A33在雌、 雄蛾各组织中均有表达, 以腹部表达量最高, 其次为头部; 在卵至成虫各个时期也均表达, 以蛹中表达量最高; 在触角中的表达量随羽化时间而变化, 且多高于卵和幼虫中的表达量。SDS-PAGE检测和Western blot鉴定表明HarmCYP9A33体外融合表达成功。本研究为深入探讨该基因在棉铃虫触角感器细胞中的定位及其生物学功能奠定了基础。     

细胞色素P450与植物的次生代谢

细胞色素Ｐ４５０是动植物及微生物体内的一类重要的混合功能的血红素氧化还原酶类，是一个基因超家族。它可催化多种化学反应，在防御生物免受外界侵害方面有重要作用。植物Ｐ４５０广泛参与次生代谢产生有植保素功能的物质和对除草剂、杀虫剂等外毒素的生物转化解毒代谢。许多植物Ｐ４５０已被分离纯化，更多的植物Ｐ４５０的基因被克隆和外源表达。对植物Ｐ４５０的表达调控也取得了一些进展，但在抗虫和抗除草剂的农作物基因工程方面尚在起步阶段。