增效醚(PBO)对棉铃虫细胞色素P450的抑制 作用及对拟除虫菊酯的增效作用

在增效醚（PBO）对棉铃虫Helicoverpa armigera 3龄幼虫处理后的不同时段,细胞色素P450的含量受到不同程度的抑制:在处理后1 h,细胞色素P450的含量仅为对照的43.9%,至处理后12 h,细胞色素P450的含量下降到最低点,仅为对照的23.4%;而处理后18～24 h,细胞色素P450被抑制的程度有所减弱,其含量分别为对照的85.8%和70.0%。生物测定结果表明,PBO对所测定的7种拟除虫菊酯均有不同程度的增效作用,对氰戊菊酯的增效比最高(119.3),对氯菊酯的增效比最低(2.1)。由于细胞色素P450是拟除虫菊酯的重要解毒酶系,PBO的处理可使棉铃虫细胞色素P450的含量大幅度下降,使其对杀虫剂的解毒能力减弱,从而对杀虫剂产生增效作用。     

棉铃虫细胞色素P450的分子生物学

棉铃虫 [Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａａｒｍｉｇｅｒａ(ｚｅａ) ]属鳞翅目夜蛾科 ,是一种寄主范围广、危害严重的世界性农业害虫。由于长期以来主要依靠化学防治 ,棉铃虫已对拟除虫菊酯、有机磷、氨基甲酸酯等多种类型的农药产生不同程度的抗性 ,给工农业生产带来巨大损失。对棉铃虫抗性机制研究发现 ,细胞色素Ｐ45 0酶系 (以下简称Ｐ45 0酶系 )代谢活性的增强是一个很重要的原因。作为Ｐ45 0酶系的重要组分 ,细胞色素Ｐ45 0 (简称Ｐ45 0 )是一类由基因超家族编码的同工酶。由于难以从昆虫体内分离出单一型Ｐ45 0 ,用传统的酶学和代谢方法很难对…     

棉铃虫P450基因CYP9A12酵母表达产物对拟除虫菊酯的代谢作用

细胞色素P450氧化酶解毒代谢作用增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因,棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12的组成型过量表达与拟除虫菊酯抗性相关。为了进一步明确棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12与拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的关系,采用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae表达系统异源表达了CYP9A12基因,检测了该基因的酵母表达产物对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯、甲氰菊酯和联苯菊酯4种药剂的离体代谢作用。结果表明：含有CYP9A12外源基因的重组酵母细胞裂解液对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯的代谢率分别为8.58,5.85和3.94 pmol/min·mg protein,而没有检测到对甲氰菊酯的代谢。本研究表明了CYP9A12具有代谢多种拟除虫菊酯的能力,也为CYP9A12参与拟除虫菊酯的解毒代谢提供了直接证据。     

棉铃虫细胞色素P450 CO差光谱的测定

采用经典的CO差光谱方法测定棉铃虫Helicoverpa armigera细胞色素P450含量时发现,同一样品的多次平行测定结果间差异显著。进一步研究表明测定时通入CO后的间隔时间不同,计算出的P450含量存在1～16倍的差异。多次连续扫描结果表明A_450nm-490nm与通入CO后到扫描的时间间隔呈钟形曲线,说明CO与P450的结合需要一定的时间,以A_450nm-490nm最大值计算P450含量最为准确。     

棉铃虫对拟除虫菊酯抗性稳定性研究

研究棉铃虫Helicoverpa armigera (Hubner)对三种拟除虫菊醌（氰戊菊酯、溴氰菊酯、功夫菊酯)的抗性稳定性及敏感性恢复表明,即使棉铃虫对氰戊菊酯的抗性达到3166.3倍以上,抗性仍不稳定,经14代室内饲养后抗性下降为61.4倍;对一系列田间抗性种群的抗性稳定性研究后发现,棉铃虫对这三种拟除虫菊酯的抗性不稳定,在没有杀虫剂选择的情况下,开始几代抗性下降较快,当下降到一定水平(2～9倍)后,抗性比较稳定,很难完全恢复对拟除虫菊酯的敏感性。     

绿盲蝽P450基因的克隆及增效醚对P450酶活性的抑制作用

为探讨P450介导的绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)抗药性机制,合理使用杀虫药剂,本研究通过活体和离体抑制实验发现,增效醚(PBO)对绿盲蝽P450酶活性有显著的抑制作用:在处理时长为24h时,P450酶活性由未处理时的12.02pmol/min/mgPro.下降至1.63pmol/min/mgPro.,PBO对P450酶的抑制中浓度为0.256mmol/L。生物测定结果表明,PBO对三氟氯氰菊酯具有显著增效作用,增效7.2倍,而对吡虫啉、灭多威、马拉硫磷无显著增效作用。利用RT-PCR及RACE技术对绿盲蝽P450基因进行克隆,获得了2条CYP4家族基因,全长均为1631bp,含有完整的开放阅读框,编码501个氨基酸;序列比对表明这是一对等位基因,含有CYP4家族所有保守特征序列;同源性比较及系统发育分析显示这2个基因编码的氨基酸序列与褐飞虱Nilaparvata lugens CYP4CE1亲缘关系最近,同源性分别为41.5%和41.1%。     

细胞色素P450的多样性

细胞色素Ｐ４５０的多样性＊邱星辉冷欣夫（中国科学院动物研究所,北京１０００８０）关键词细胞色素Ｐ４５０多样性细胞色素Ｐ４５０是一类以还原态与ＣＯ结合后在波长４５０ｎｍ处有吸收峰的含血红素的单链蛋白质［１～３］。它于１９５８年被发现以来,就引起了人们的...     

昆虫细胞色素P450的研究:P450基因的进化

80年代分子生物学方法被用于分离和鉴定特定P450的CDNA或基因组克隆［‘］,至今已知的P450基因包括70个基因家族、127个亚家族的40O多个,基因序列的数量还在迅速增加I’］。不同P450间的进化关系在一些综述中都有涉及［”’,‘］,本文介绍这一主题的一些主要观点,重点放在P450功能的进化及其机制。亚细胞色素P450的基本特征及其分类与命名所有细胞色素P450具有一非共价结合的血红素和环绕高度保守的半跳氨酸的一段26氨基残基的保守序列,这一半跳氨酸提供血红素铁的第5个配体（ligand）。当血红素铁接受电子被还原后再与CO结合产…     

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。     

CYP9A17v2组成型过量表达参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性

微粒体细胞色素P450氧化酶介导的解毒代谢增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因。作者前期的研究表明, CYP9A12和CYP9A14组成型过量表达与棉铃虫YGF品系对拟除虫菊酯的高水平抗性相关, CYP9A12和CYP9A14的功能表达研究结果为其参与对拟除虫菊酯抗性提供了直接证据。本研究通过对棉铃虫CYP9A17v2的克隆、mRNA表达水平和功能表达的研究, 以期明确该基因是否参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。结果表明: CYP9A17v2与CYP9A12的氨基酸序列具有很高的相似性（94%）。与棉铃虫对照品系（YG）相比, CYP9A17v2在YGF抗性品系末龄幼虫脂肪体中具有10.9倍的组成型过量表达, 而在中肠中未发现过量表达。用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae异源表达的CYP9A17v2能够代谢多种拟除虫菊酯（顺式氰戊菊酯、溴氰菊酯和氟氯氰菊酯）。据此认为CYP9A17v2组成型过量表达参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。至此, CYP9A亚家族中已有3个P450基因（CYP9A12, CYP9A14 和 CYP9A17v2）被证实参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的氧化解毒代谢。     

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。     

棉酚和烟碱对棉铃虫的生长和细胞色素P—450单加氧酶活性的影响

以人工饲料添加测定了0．5％的棉酚和烟碱对棉铃虫的生长和细胞色素P－450单加氧酶（简称P－450酶系）活性的影响。研究结果显示,在测定浓度下,高龄棉铃虫短期取食含棉酚和烟碱的人工饲料后,对幼虫的生长没有显著影响,由此表明,棉铃虫对其主要寄主植物中的次生物质棉酚和烟碱具有很好的适应能力。与此同时,棉铃虫中肠微粒体P－450酶系的蛋白组成和酶活性发生了不同的变化,有升有降,有的没有变化。棉铃虫可能通过调整P－450酶系的各种蛋白含量和酶的活力水平,来适应对植物次生物质的代谢解毒的需要。另外,棉铃虫取食棉酚和烟碱后,细胞色素B5含量均显著提高,而细胞色素P－450含量均显著降低,细胞色素B5在棉铃虫对棉酚和烟碱的解毒代谢中可能发挥着更为重要的作用。     

神经敏感性的降低是棉铃虫对拟除虫菊酯抗药性的重要机制

用扫描电子显微镜和光学显微镜的染色观察,研究了棉铃虫Helicoverpa armigeraHubner 3龄幼虫腹部神经一肌肉的分布,表明其腹纵肌细胞适合于作电生理细胞内记录。用电生理细胞内微电极记录法研究了棉铃虫三个品系：对照品系、功夫菊酯抗性品系(Cy-R,抗性指数13.4)和氰戊菊酯抗性品系(Fn-R,抗性指数37.9)的3龄幼虫神经一肌肉材料对相应杀虫剂的神经敏感性。结果表明：用10^-6mol/L的功夫菊酯处理Cy-R,在30min内有40%的个体对药剂无反应,另外60%的个体产生反应所需的时间是对照品系的3.5倍。用10^-6mol/L的氰戊菊酯处理Fn-R,在30min内有47%的个体对药剂无反应,另外53%的个体产生反应所需的时间是对照品系的4.2倍。这些结果说明神经敏感性降低是棉铃虫对拟除虫菊酯抗药性的重要机制。     

家蚕细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450参与许多基础代谢过程, 确保有机体避免外源复合物对它们的伤害. 将预测的家蚕基因同已知的P450基因进行蛋白质序列比对, 在家蚕基因组中发现86个可能的细胞色素P450基因, 初步将它们归于32个P450亚家族. 通过比较基因组学分析, 发现细胞色素P450基因在果蝇与家蚕中的分布规律具有总体上的相似性, 但在某些P450基因家族中的分布也有差异. 特别是在CYP4A, CYP4C, CYP4D, CYP6A, CYP6AE, CYP6B和CYP9A等7个亚家族中P450s差异分布更明显. 进一步将这些P450基因的DNA序列与家蚕ESTs进行核酸序列比对, 其中49个可能P450基因发现有ESTs证据, 证明了这些基因在转录水平的真实性.     

细胞色素P450介导的昆虫抗药性

本文介绍了昆虫细胞色素P450(简称P450)及其介导抗性的分子基础的研究进展。细胞色素：P450在转录水平上的过量表达是P450介导抗性的主要机制,P450的氨基酸残基改变也可能改变昆虫的抗药性。     

茉莉酮酸酯和水杨酸酯对草食性昆虫细胞色素P450基因表达的诱导

茉莉酮酸酯和水杨酸酯是植物遭受昆虫或病原物攻击时 ,植物产生的激活本身防卫基因的信号物质。这些信号物质的增加 ,可以导致植物他感化合物和防卫蛋白合成增加。旱芹 (ApiumgraveolensCelery)是棉铃虫的寄主植物之一。用茉莉酮酸酯和甲基茉莉酮酸酯诱导旱芹体内花椒毒素和另一种类似的呋喃香豆素化合物香柠檬烯 ,发现处理后2 4h两种毒素开始积累 ,4～ 6d后到达最大值。用人工饲料添加茉莉酮酸酯和水杨酸酯的方法 ,研究棉铃虫 4种P45 0基因 (CYP6B8,CYP6B9,CYP6B2 7andCYP6B2 8)表达。用RT_PCR和XmnI消化及凝胶斑点分析检测处理…     

拟除虫菊酯对家蝇Na-K-ATPase抑制作用的研究

通过对家蝇神经系统Na-K-ATPase性质的研究,表明Na-K-ATPase反应的适宜pH值为7.0～8.0,适温为35～40℃,K_m为0.22 mmol/L,V_max为555.56 nmol/(mg·min)。比较测定了家蝇敏感品系、Del-R、2Cl-R抗性品系的Na-K-ATPase活性及溴氰菊酯和氯菊酯对该酶的抑制作用。实验证明,敏感与抗性品系间Na-K-ATPase活力无显著的差异,但溴氰菊酯和氯菊酯对不同家蝇品系Na-K-ATPase的抑制作用有明显区别,两种拟除虫菊酯可抑制敏感家蝇品系Na-K-ATPase的活性,而对抗性品系无明显的抑制作用。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。