甜菜夜蛾烟碱型乙酰胆碱受体β1亚基基因的克隆与序列分析

烟碱型乙酰胆碱受体是昆虫体内重要的神经受体,同时也是杀虫剂作用靶标.从甜菜夜蛾Spodoptera exigua3龄幼虫体内提取总的RNA,经过反转录,利用RT-PCR获得了烟碱型乙酰胆碱受体6个α和1个β亚基基因的cD-NA序列片段,并利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得了β亚基基因的cDNA序列全长.该基因命名为SenAChRβl,其长度为2231个碱基,含有一个1575个碱基的开放读码框,开放读码框编码524个氨基酸残基,预测的分子量为60 kDa.推导得到的氨基酸序列与其它昆虫特别是鳞翅目昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体β亚基具有高度的同源性,并具有典型的烟碱型乙酰胆碱受体β亚基特征化位点.     

麦长管蚜烟碱型乙酰胆碱受体基因的克隆和序列分析

昆虫烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptor, nAChR)是杀虫剂的重要作用靶标之一。本研究利用简并引物PCR和半巢式PCR技术从麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius)中克隆nAChR基因,成功地获得了5个α型nAChR亚基的cDNA片段。根据5个α亚基片段设计特异引物,结合快速扩增cDNA末端(RACE)技术,成功克隆了5个α型亚基的全长,并发现α5亚基有两种存在形式,它们仅在胞外区有一段175 bp的片段有差异。序列分析发现,这些基因均具有nAChR基因家族的典型特征,并与已报道的其他昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体的相应亚基具有很高的同源性。该研究为进一步利用基因表达技术研究昆虫nAChR的天然亚基组成,以及分析麦长管蚜对新烟碱类杀虫剂的靶标抗性,奠定了基础。     

二化螟乙酰胆碱受体a亚基的基因克隆与序列分析

烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）在昆虫的兴奋性突触传递中起着重要的作用,同时也是杀虫剂作用的重要靶标。近年来,二化螟对作用于昆虫nAChR的沙蚕毒素类杀虫剂杀虫单产生了高抗性。为了研究可能存在的靶标不敏感机制,我们采用RT-PCR技术,对二化螟nAChRa亚基全长cDNA进行了分子克隆。序列分析表明,这是1个新的a亚基基因,定名为Cs a 1。基因全长为1997个核苷酸,包含了1个开放阅读框,编码1个509氨基酸的成熟蛋白和1个24氨基酸的信号肽。Cs a 1与其他昆虫nAChR a亚基之间有52%～94%的同源性,高于与脊椎动物nAChR a亚基之间的同源性。     

二化螟乙酰胆碱受体α亚基的基因克隆与序列分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)在昆虫的兴奋性突触传递中起着重要的作用,同时也是杀虫剂作用的重要靶标。近年来,二化螟对作用于昆虫nAChR的沙蚕毒素类杀虫剂杀虫单产生了高抗性。为了研究可能存在的靶标不敏感机制,我们采用RT-PCR技术,对二化螟nAChR-α亚 基全长cDNA进行了分子克隆。序分析表明,这是1个新的α亚基基因,定名为Cs α 1。基 因全长为1997个核苷酸,包含了1个开放阅读框,编码1个509氨基酸的成熟蛋白和1个24氨基酸的信号肽。Cs α 1与其他昆虫nAChR α亚基之间有52%-94%的同源性,高于与脊椎动物nAChR α亚基之间的同源性。     

新烟碱类杀虫剂对鸟类的影响及检测方法综述

新烟碱类农药是一类广泛应用于农田生态系统的内吸型杀虫剂，具有杀虫广谱、持效期长和作用机制独特等特点。作为激动剂，它们选择性作用于昆虫烟碱型乙酰胆碱酯受体(nAChRs)。以往普遍认为，新烟碱类杀虫剂仅对靶标性昆虫杀灭性强，对鸟类等非靶标性生物毒性较低。但最近越来越多的研究表明，新烟碱类杀虫剂的暴露会对非靶标性鸟类造成负面影响。本文综述了新烟碱类杀虫剂的检测方法及其对鸟类的影响。国外较多的研究关注新烟碱类杀虫剂对鸟类种群数量、繁殖生态和迁徙能力的影响，但国内研究很少关注此类问题。针对我国现有研究的不足，提出了今后关于新烟碱类杀虫剂对鸟类影响研究方向，以期为科学评估新烟碱类杀虫剂对鸟类的暴露风险提供依据。     

褐飞虱对吡虫啉的抗性机理和靶标分子毒理学

褐飞虱Nilaparvata lugens是水稻最重要的害虫之一,长期依赖化学防治导致了该害虫对不同类型杀虫剂抗性的产生,对新烟碱类杀虫剂吡虫啉高水平抗性的产生更是造成了巨大的粮食生产损失。近年来在褐飞虱对吡虫啉抗性机理,以及在抗药性机理研究推动下吡虫啉作用靶标褐飞虱神经系统烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine receptors, nAChRs）毒理学等方面取得了许多研究进展。nAChRs是昆虫神经系统中最重要的神经递质受体,是几类重要杀虫剂的作用靶标,其中以新烟碱类杀虫剂为代表。通过对比敏感品系和室内连续筛选获得的高抗吡虫啉品系,在褐飞虱两个nAChRs亚基Nlα1和Nlα3中均发现了抗性相关点突变Y151S,该突变导致了受体与吡虫啉结合亲和力的显著下降,而对内源神经递质乙酰胆碱的亲和力影响很小。Nlα1与褐飞虱另外两个亚基Nlα2和Nlβ1共聚成一个受体,构成吡虫啉低亲和力结合位点;Nlα3与褐飞虱另外两个亚基Nlα8和Nlβ1共聚成一个受体,构成吡虫啉高亲和力结合位点。不仅褐飞虱nAChRs与吡虫啉抗性相关,某些nAChRs附属蛋白也直接影响褐飞虱对吡虫啉的抗性,如Lynx蛋白。关于褐飞虱nAChRs组成、抗药性相关变异、受体附属蛋白对抗药性的影响等方面的研究,均为国内外前沿报道,不仅有助于对新烟碱类杀虫剂抗性机理的理解,对昆虫nAChRs毒理学同样具有很大的推动作用。     

橘小实蝇nAChR α9亚基基因的鉴定及其时空表达

【目的】橘小实蝇Bactrocera dorsalis是世界性分布的危害果蔬的重要检疫性农业害虫,目前已对包括新烟碱类在内的多种杀虫剂产生了抗性。本研究在克隆鉴定橘小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体(n AChR)α9亚基基因c DNA的基础上,对其分子特性和系统发育进行生物信息学分析,并检测了该基因在橘小实蝇不同发育阶段及成虫不同组织中的表达模式,为进一步研究其潜在功能及在抗药性中的作用奠定基础。【方法】通过高通量测序技术对橘小实蝇进行转录组测序,对高质量序列拼接组装、基因鉴定及同源性比对分析,预测橘小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体候选基因。采用RTPCR和RACE(rapid-amplification of c DNA ends)技术克隆该基因的c DNA全长序列,利用生物信息学分析软件分析其基本生物信息;以α-tubulin为内参基因,利用q PCR研究该基因mRNA在橘小实蝇不同发育阶段及成虫头、胸、腹等组织中的表达模式。【结果】根据预测的基因序列,设计特异性引物进行RACE扩增,从橘小实蝇中克隆获得一条烟碱型乙酰胆碱受体基因的全长序列,c DNA全长1 486 bp,完整开放阅读框1 281 bp,编码426个氨基酸,推测其蛋白质分子量为49.1 k D,理论等电点6.56。该基因经序列比对命名为Bdα9,Gen Bank登录号为JQ178254。氨基酸同源性及系统进化树分析显示,该基因的编码蛋白具有n AChRα亚基的典型特征,并与Agα9和Dmβ3聚类在一起,与其他昆虫n AChRα9亚基具有22%~27%的氨基酸序列一致性。q PCR结果表明,Bdα9mRNA在橘小实蝇整个发育阶段均有表达,成虫期的表达量显著高于卵、2龄幼虫、3龄幼虫和蛹期;Bdα9在橘小实蝇成虫头部中表达量最高,且显著高于胸部和腹部中的表达量。【结论】鉴定了橘小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体基因Bdα9,明确了该基因在橘小实蝇不同发育阶段及成虫不同组织中的表达模式。根据q PCR的结果,推测Bdα9可能在橘小实蝇成虫期具有重要功能。     

杀虫药剂的神经毒理学研究进展

大多数杀虫药剂都具有较强的神经毒性,它们对神经系统的作用靶标不同。有机磷类杀虫剂不仅抑制乙酰胆碱酯酶活性和乙酰胆碱受体功能,影响乙酰胆碱的释放,而且还具有非胆碱能毒性,有些有机磷杀虫剂还能引发迟发性神经毒性。新烟碱类杀虫剂作为烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）的激动剂,作用于该类受体的α亚基;它对昆虫的毒性比对哺乳动物的毒性大得多,乃是因为它对昆虫和哺乳动物nAChR的作用位点不同。拟除虫菊酯类杀虫剂主要作用于神经细胞钠通道,引起持续开放,导致传导阻滞;该类杀虫剂也可抑制钙通道。另外,这类杀虫剂还干扰谷氨酸递质和多巴胺神经元递质的释放。拟除虫菊酯类杀虫剂对昆虫的选择毒性很可能是因为昆虫神经元的钠通道结构与哺乳动物的不同。阿维菌素类杀虫剂主要作用于γ-氨基丁酸（GABA）受体,它能促进GABA的释放,增强GABA与GABA受体的结合,使氯离子内流增加,导致突触后膜超级化。由于这类杀虫剂难以穿透脊椎动物的血脑屏障而与中枢神经系统的GABA受体结合,故该类杀虫剂对脊椎动物的毒性远低于对昆虫的毒性。多杀菌素类杀虫剂可与中枢神经系统的nAChR作用,引起Ach长时间释放,此外,这类杀虫剂还可作用于昆虫的GABA受体,改变GABA门控氯通道的功能。     

小菜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α亚基cDNA的克隆、序列分析与不同发育阶段表达分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)介导昆虫中枢神经系统中胆碱能突触兴奋性神经递质的快速传递,也是新烟碱类杀虫剂和多杀菌素的作用靶标。本研究利用RT-PCR和RACE技术,克隆了小菜蛾Plutella xylostella nAChR α亚基的一个新基因(Pxα8)的全长cDNA(GenBank登录号为EU914853)。Pxα8的cDNA序列全长1 744 bp,开放阅读框为1 602 bp,编码534个氨基酸,具有nAChR α亚基的典型特征,与其他昆虫nAChR α8亚基具有77%～96%的相似性,与果蝇nAChR β2亚基具有76%的相似性。Pxα8的开放阅读框存在单核苷酸多态性位点,导致多个位点氨基酸的替换。雌性4龄幼虫的多态性位点多于雄性4龄幼虫,而且雌、雄4龄幼虫的多态性位点均不相同。半定量RT-PCR研究结果表明,Pxα8 mRNA在成虫期表达量高于蛹期和4龄幼虫期。本研究结果为进一步研究小菜蛾nAChR 亚基的多样性和对多杀菌素的靶标抗性机制提供重要基础。     

昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体研究进展

毒蕈碱型乙酰胆碱受体（muscarinic acetylcholine receptor,mAchR）是昆虫神经系统中一种十分重要的神经递质受体,属于G蛋白偶联受体超家族,与配体结合后激活G蛋白并通过胞内第二信使产生生物学效应,参与昆虫多种神经生理功能,是农药开发的一个潜在靶标。昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的研究,有助于提高昆虫神经生理及行为调节机制等方面的认识,并为以此为靶标的新型杀虫剂研制提供新思路。本文综述了国内外对昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的研究概况,并对GenBank中已上传的昆虫mAchR序列进行了分子进化分析,最后对昆虫mAchR研究中存在的问题及前景进行了分析和展望。     

草地贪夜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α6和α7亚基基因克隆及其对乙基多杀菌素胁迫的响应

【目的】烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors, nAchRs)作为昆虫中枢神经系统中重要的神经递质受体,是乙基多杀菌素的重要靶标。本研究旨在克隆草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda nAchR基因,并探析其对乙基多杀菌素胁迫的响应。【方法】基于前期草地贪夜蛾转录组数据,采用RT-PCR和RACE分别克隆草地贪夜蛾nAchRα6和α7亚基基因;乙基多杀菌素(0.400 mg/L)处理草地贪夜蛾3龄幼虫48 h后,采用RT-qPCR技术检测nAchRα6和α7亚基基因的表达量的变化。【结果】nAchRα6亚基基因(GenBank登录号：MT951400)开放阅读框长1 506 bp,编码502个氨基酸,并具有跨膜区与信号肽;nAchRsα7亚基基因(GenBank登录号：MW557608)开放阅读框长1 524 bp,编码508个氨基酸,并具有跨膜区与信号肽。根据氨基酸多序列比对分析,草地贪夜蛾nAchR亚基α6和α7具有烟碱性乙酰胆碱受体α家族典型特征。0.400 mg/L乙基多杀菌素胁迫48 h后,草地贪夜蛾3龄幼虫nA...     

新烟碱类杀虫剂对蜜蜂健康的影响

新烟碱类杀虫剂（neonicotinoid insecticides）,是目前全球应用最为广泛的一类杀虫剂,它能够通过导管运输方式扩散到植物各个组织中,并与昆虫乙酰胆碱受体结合,从而发挥剧烈的神经毒害效应。蜜蜂作为自然界最主要的传粉者,具有重要的经济和生态价值。近年来,蜜蜂等授粉昆虫数量大规模的骤减引起了各界极大关注。虽然具体原因尚未定论,但新烟碱类杀虫剂对它们的影响已被广泛认可。本文综述了新烟碱类杀虫剂及其对蜜蜂的致死和亚致死效应,并阐述了不同国家和地区相关针对性的举措。通过总结国内外有关新烟碱类杀虫剂与蜜蜂健康的研究形势,以期为我国开展相关具体研究提供参考。     

棉蚜乙酰胆碱受体亚基的选择性剪接和多重转录起始位点分析

乙酰胆碱受体在神经突触传导过程中具有重要作用,也是氯化胆碱类杀虫剂的作用靶标。采用RACE技术,成功地从棉蚜中克隆了3个nAChR亚基,其中2个为α亚型, 1个为β亚型,分别命名为Agα1、Agα2和Agβ1。通过锚定mRNA的5′mG结构, 5′RACE结果表明Agβ1有三个不同的剪接变体,具有不同长度的5′UTR区,表明Agβ1亚基具有多重的转录起始位点。其中,最短的剪接变体Agβ1C在蛋白编码区域也存在选择性剪接,位于D环区域的186 bp碱基缺失。3′RACE实验结果表明,Agα1亚基虽然具有ploy ( A)和加尾信号AATAAA等完整的mRNA基因结构,但缺失了终止子和乙酰胆碱受体α亚基保守的第4个跨膜区,文中对此做了进一步分析。分子进化树的分析表明,昆虫乙酰胆碱受体亚基应当被划分为三个不同的亚类群αⅠ,αⅡandβ。本文的研究揭示了昆虫乙酰胆碱受体亚基复杂的基因结构[动物学报51 (5) : 867 -878 , 2005]。     

昆虫乙酰胆碱酯酶基因变异抗药性机制研究

有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的大量使用导致昆虫对其产生抗药性。乙酰胆碱酯酶是昆虫对这类杀虫剂产生抗性的重要的靶标酶,昆虫产生抗药性的重要原因之一,就是因为乙酰胆碱酯酶的基因表达量上升,或基因突变而导致其敏感性下降。文章简要论述昆虫乙酰胆碱酯酶基因发生变异而导致的抗药性,分析了变异对其结构和功能的影响。     

苹果蠹蛾NAPDH-细胞色素P450还原酶(CPR)基因的克隆及表达模式分析

【目的】本研究通过克隆苹果蠹蛾Cydia pomonella CPR (CpCPR)基因cDNA序列,并对该基因的表达模式进行分析,为深入研究P450酶系在苹果蠹蛾对植物次生物质和杀虫剂解毒代谢过程中的作用提供理论基础。【方法】以近缘昆虫的CPR氨基酸序列作为询问序列,在苹果蠹蛾转录组(SRX371333)中进行筛查比对,获得了苹果蠹蛾CPR(CpCPR)基因的cDNA序列。采用RT-PCR技术克隆目的基因的开放阅读框(ORF)。利用生物信息学软件分析目的基因的序列特征、3D结构和与其他昆虫CPR基因的系统进化关系。采用RT-qPCR技术测定CpCPR基因在苹果蠹蛾不同发育阶段(卵、幼虫、蛹和成虫)及幼虫不同组织部位(头部、表皮、脂肪体、中肠和马氏管)的表达水平。【结果】克隆获得的苹果蠹蛾CpCPR基因的ORF为2 052 bp,编码683个氨基酸残基,预测的蛋白质分子量(Mw)为77.326 ku,理论等电点(pI)为5.65。CpCPR包含FMN区域、NADPH区域和FAD等昆虫CPR的典型特征。系统发育分析表明,苹果蠹蛾CpCPR与鳞翅目昆虫CPR基因聚在一枝。RT-qPCR结果表明,CpCPR基因在苹果蠹蛾的整个发育阶段均有表达,在幼虫期表达量最高;CpCPR基因在4龄幼虫的各部位均有表达,在中肠中的表达量最高。【结论】克隆获得了苹果蠹蛾CpCPR基因的ORF序列,该基因在苹果蠹蛾主要取食阶段和消化器官中高表达,表明其可能在苹果蠹蛾对植物次生物质和杀虫剂解毒代谢过程中扮演重要作用。     

无脊椎动物乙酰胆碱酯酶研究进展

乙酰胆碱酯酶(AChE)是生物体中一种十分重要的神经递质水解酶,也是有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的作用靶标。AChE在不同生物中的性质显著不同,如编码基因个数、序列保守性、表达分布及生理功能等。作为杀虫剂的主要作用靶标之一,AChE不但可以通过单个点突变引起昆虫抗药性,还能够通过多个点突变联合作用、靶标表达量变化及基因复制等方式引起抗药性并且改变昆虫的适合度代价。本文主要从AChE的基因类型、分子进化、蛋白结构、生理功能、与昆虫的抗药性关系、同一物种中不同AChE的性质等6个方面对昆虫纲、蛛形纲和线虫等无脊椎动物AChE的研究进展作一综述。     

吡虫啉对意大利蜜蜂脑乙酰胆碱受体分布的影响

蜜蜂是自然界主要的授粉昆虫; 新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticide)通过结合害虫体内乙酰胆碱受体（nAChR）使害虫致死, 是目前广泛用于田间害虫防控的杀虫剂。本研究以意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica和新烟碱类杀虫剂的代表品种吡虫啉为材料, 应用免疫组织化学的方法, 研究了正常成年蜜蜂脑内蘑菇体及视叶nAChR-α7的表达和分布; 分析了亚致死剂量新烟碱类杀虫剂吡虫啉对nAChR-α7表达和分布的影响。结果表明, nAChR-α7在正常蜜蜂脑蘑菇体和视叶中均可检测到, 在蘑菇体中分布相对较少, 但在视叶分布丰富。吡虫啉对nAChR-α7在视叶的表达和分布有显著抑制作用, 但对蘑菇体nAChR-α7的表达没有显著影响。结果提示, 新烟碱类杀虫剂吡虫啉除了文献报道的抑制nAChR的表达外, 还能抑制nAChR-α7的表达量, 这是新烟碱类杀虫剂作用机制的新发现。     

黑腹果蝇GABA受体GRD亚基和LCCH3 亚基的克隆、表达与鉴定

昆虫GABA受体（γ-aminobutyric acid receptor, GABAR）是杀虫剂的重要靶标之一。本研究以黑腹果蝇Drosophila melanogaster整体组织的cDNA作为模板, 采用RT-PCR技术扩增了黑腹果蝇GABA受体LCCH3亚基和GRD亚基的cDNA序列, 并克隆至pET-32a表达载体上, 测序结果表明获得的序列与基因库中已发表的序列一致性在99%以上, 无移码突变。在IPTG的诱导下, LCCH3基因成功在大肠杆菌Escherichia coli中表达, 而GRD基因未表达。通过包涵体洗涤、变性、Ni²⁺亲合层析纯化、稀释复性获得纯化的重组表达的LCCH3蛋白, 并用圆二色谱测定了目标蛋白的二级结构, 主要富含β结构。该研究结果为研究昆虫GABAR的结构和功能关系提供了重要的参考数据。     

Q型烟粉虱扬州种群cyp6cm1基因内含子抗性相关多态性检测及其5′侧翼序列克隆

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)已对包括有机磷类、拟除虫菊酯类、新烟碱类和昆虫生长调节剂等多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性,其中尤以对新烟碱类杀虫剂的抗性问题最为突出。本研究旨在克隆Q型烟粉虱扬州种群细胞色素P450基因cyp6cm1片段序列及其5′侧翼序列。【方法】分别应用PCR和基因组步移技术克隆cyp6cm1基因片段序列及其5′侧翼序列。【结果】cyp6cm1基因片段序列包括63 bp的外显子片段和826~829 bp的内含子片段。多重序列比对发现,在内含子第195、230和242等3个碱基处存在与新烟碱类杀虫剂抗性相关的单核苷酸多态性(SNPs)。进一步利用基因组步移技术获得了长度为962 bp的cyp6cm1基因5′侧翼序列,利用NNPP在线分析软件预测转录起始位点为位于起始密码子上游57 bp处的碱基A;Con Site软件分析发现,cyp6cm1基因5′侧翼序列具有XRE-Ah R、CREB、Oct-1和Broad-complex-4等多种转录因子结合位点。     

Q 型烟粉虱扬州种群 cyp6cm1基因内含子抗性相关多态性检测及其5′侧翼序列克隆

【目的】烟粉虱 Bemisia tabaci（Gennadius）已对包括有机磷类、拟除虫菊酯类、新烟碱类和昆虫生长调节剂等多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性,其中尤以对新烟碱类杀虫剂的抗性问题最为突出。本研究旨在克隆 Q 型烟粉虱扬州种群细胞色素 P450基因 cyp6cm1片段序列及其5′侧翼序列。【方法】分别应用 PCR 和基因组步移技术克隆 cyp6cm1基因片段序列及其5′侧翼序列。【结果】 cyp6cm1基因片段序列包括63 bp 的外显子片段和826~829 bp 的内含子片段。多重序列比对发现,在内含子第195、230和242等3个碱基处存在与新烟碱类杀虫剂抗性相关的单核苷酸多态性（SNPs）。进一步利用基因组步移技术获得了长度为962 bp 的 cyp6cm1基因5′侧翼序列,利用 NNPP 在线分析软件预测转录起始位点为位于起始密码子上游57 bp 处的碱基 A;ConSite 软件分析发现,cyp6cm1基因5′侧翼序列具有 XRE-AhR、CREB、Oct-1和 Broad-complex-4等多种转录因子结合位点。