草地贪夜蛾取食Cry1Ab和Cry1Fa蛋白后中肠转录组及ABC基因表达分析

【目的】为揭示草地贪夜蛾Spodoptera furgiperda幼虫取食Bt蛋白后与中肠上相关ATP结合盒转运子(ATP-binding cassette transporter, ABC)蛋白基因的表达量变化的关系。【方法】分别使用含活化晶体蛋白Cry1Ab (LC₇₀=240.2 μg/g)和Cry1Fa (LC₇₀=270.0 μg/g)蛋白的人工饲料饲喂草地贪夜蛾4龄幼虫48 h，利用高通量测序对中肠进行转录组测序并进行生物信息学分析，筛选处理后差异表达基因；利用RT-qPCR验证差异表达ABC基因的表达量。【结果】与饲喂正常人工饲料的对照相比，饲喂含240.2 μg/g Cry1Ab和270.0 μg/g Cry1Fa的人工饲料后草地贪夜蛾4龄幼虫中肠转录组中分别检测到1 305和1 202个差异表达基因。Cry1Ab和Cry1Fa处理组与对照组之间分别有994和912个差异表达基因被GO功能注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大类。在最终筛选到的9个差异表达的ABC家族基因中，Cry1Ab处理组与对照组之间有4个差异表达ABC基因，3个上调，1个下调； Cry1Fa处理组与对照组之间有5个差异表达ABC基因，2个上调，3个下调；Cry1Ab和Cry1Fa处理组与对照组之间有2个ABC基因(LOC118267200和LOC118267201)表达量均显著上调。RT-qPCR验证结果表明，与对照组相比，Cry1Ab处理组有3个ABC基因表达量极显著上调，2个ABC基因表达量下调；Cry1Fa处理组有5个ABC基因表达量上调，1个ABC基因表达量下调。【结论】Cry1Ab和Cry1Fa蛋白的摄入可以影响草地贪夜蛾幼虫中肠一些ABC家族基因的表达量变化，这些基因的表达量变化与昆虫抗性产生有关。经比对后发现，ABCC家族与ABCG8基因表达量变化显著。本研究为下一步明确草地贪夜蛾体内ABC转运蛋白在Bt蛋白杀虫机制中的作用，以及合理使用Bt蛋白防治草地贪夜蛾及延缓抗性提供了理论依据。

Analysis of the midgut transcriptome and ABC gene expression inSpodoptera frugiperda(Lepidoptera: Noctuidae) after feeding Cry1Ab and Cry1Fa proteins