收藏本站
收藏 | 论文排版

朱砂叶螨适应阿维菌素、高温胁迫机制的研究

冯宏祖  
【摘要】: 朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus是我国分布广泛,在棉花及多种蔬菜作物上为害严重而又难于防治的一种害螨。该螨繁殖力强,世代周期短,活动范围小,近亲交配率高,受药机会多,其抗药性问题甚至比其他农作物害虫更见突出。目前生产上使用的阿维菌素(abamectin)因其独特的作用机制和优良的防治效果已成为防治朱砂叶螨等害虫和害螨的主导药剂,但由于对其过分依赖和大面积单一使用,导致害虫、害螨种群抗药性的产生和发展。与一般的抗性生物学研究结果不同,害虫、害螨对阿维菌素产生抗药性后,并不总是表现适合度劣势,有些反而表现适合度优势,这将使害虫、害螨抗药性治理更加困难。前人的研究表明,阿维菌素抗性朱砂叶螨在高温下存在适合度优势。本文以朱砂叶螨的抗药性与耐热性及其相互关系入手,在生化和分子水平上研究了伴随朱砂叶螨对阿维菌素抗药性产生而产生的适合度升高的机理,这对于深刻理解生物响应环境胁迫的机制具有重要的生物学意义,同时对于更好地理解和利用抗性适合度来进行抗性治理也具有重要的实践意义。本项研究得到了国家自然科学基金(30600059)资助,通过3年的努力,获得了以下主要研究结果。 1朱砂叶螨对阿维菌素抗药性和高温适应性及其交互耐性测定 以朱砂叶螨敏感种群(SS)、阿维菌素抗性种群(RA)和耐高温种群(RH)为材料,应用生物测定及生命表研究方法,研究了朱砂叶螨对阿维菌素的抗药性和高温适应性及其相互关系。结果显示,46℃高温下种群50%的个体死亡的时间(Lt_(50)):耐高温种群(RH)>阿维菌素抗性种群(RA)>螨敏感种群(SS);阿维菌素对朱砂叶螨的毒力(Lc_(50)):阿维菌素抗性种群(RA)>耐高温种群(RH)>螨敏感种群(SS),表明长期的高温胁迫能诱导其对阿维菌素药剂的抗性,同样对阿维菌素产生抗药性后也能诱导其对高温的耐性。朱砂叶螨生命表研究表明,在高温(40℃)条件下,RA与RH的生殖力和存活率均高于SS,各种群参数(T除外)也优于SS,相对适合度(相对于SS)均有不同程度的升高,表明朱砂叶螨经长期的阿维菌素或高温胁迫后其适应高温的能力增强,在高温下朱砂叶螨抗性种群和耐高温种群适合度优于敏感种群。 2抗阿维菌素朱砂叶螨的热激反应及热激蛋白研究 选用朱砂叶螨敏感种群和阿维菌素抗性种群,测定了热预刺激后其在极限高温下的存活率,并应用SDS-PAGE技术研究了热激蛋白(HSPs)的种类及其含量。结果表明:非致死的热预刺激能显著提高朱砂叶螨耐极限温度的能力。两个种群在不同温度热激处理后,其蛋白质种类和含量发生了变化。正常情况下,朱砂叶螨敏感种群与阿维菌素抗性种群相比缺失8条蛋白条带;敏感种群热激后,增加了分子量分别为97.2、74.3、62.4、53.0和30.3 kDa的5条带;抗性种群热激后没有特异蛋白带的产生,但进一步高温胁迫后分子量为97.2,和74.3,62.4和53 kDa的蛋白表达增强。此结果有助于解释朱砂叶螨抗性品系存在高温适合度优势现象。 3阿维菌素和温度胁迫对朱砂叶螨自由基及保护酶活性的影响 以朱砂叶螨敏感种群(SS)、阿维菌素抗性种群(RA)和耐高温种群(RH)为材料,应用酶活力测定的方法,研究了阿维菌素和高(低)温处理后对朱砂叶螨体内自由基(O_2~(?))、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,朱砂叶螨经阿维菌素处理后,三种群体内的O_2~(?)含量急剧升高,药后4 h敏感种群、抗性种群和耐高温种群O_2~(?)含量分别是对照的3.54、3.42和2.91倍,同时SOD、CAT活性也明显高于对照:处理组中抗性种群体内O_2~(?)含量低于敏感种群,SOD、CAT活性高于敏感种群。高温和低温胁迫均能使朱砂叶螨体内的O_2~(?)、SOD、CAT、POD活力升高,敏感种群在42℃的热激下SOD、CAT、POD的活性达到最大,分别是对照的4.25、2.06、1.81倍,与其它温度处理差异显著(P<0.05),其后呈下降趋势,而抗性种群和耐高温种群保护酶活性在实验温度下,始终保持平稳上升的趋势;酶活性变化率分析结果显示,SOD对热胁迫的应激性最强,CAT次之,POD最小,抗性种群和耐高温种群3种酶活性的变化率均大于敏感种群。 4朱砂叶螨TcHSP90基因克隆及原核表达 采用RT-PCR及RACE技术克隆了朱砂叶螨热激蛋白TcHSP90基因(注册号为:EU851046)并进行序列分析,得到一条长2595 bp的完整cDNA序列,该序列ORF(Open reading frame,开放阅读框)为2169 bp,编码722个氨基酸,分子量约为83.45kDa,理论等电点为4.81,3'UTR(untranslated region,非编码区)为249 bp,5'UTR为177 bp。通过antheprot分析发现了5个HSP90家族的签名序列及胞质HSP90特征序列MEEVD。同源性分析表明,朱砂叶螨HSP90编码区核苷酸序列和其他已知的HSP90具有很高的相似性,尤其是与昆虫的HSP90核苷酸序列有极高的相似性。将鉴定正确的原核重组表达质粒pET43a-TcHSP90,转化E.coli BL21(origami)进行原核表达,应用SDS-PAGE和Western blotting技术分离并检测融合蛋白,结果表明构建的原核表达质粒可以在宿主菌中稳定、正确表达。朱砂叶螨TcHSP90基因的克隆、原核表达,为进一步研究HSP90的性质和功能的研究提供有用的实验材料。 5朱砂叶螨TcHSP90基因表达的荧光实时定量PCR检测 利用荧光实时定量PCR技术检测朱砂叶螨TcHSP90基因mRNA在高温、低温和阿维菌素刺激后相对于β-actin基因的表达情况。在正常情况下,阿维菌素抗性种群(RA)和耐高温种群(RH)TcHSP90 mRNA表达量均高于敏感种群(SS),分别是SS的1.64倍和1.29倍。40℃高温诱导后SS、RA和RH处理组TcHSP90 mRNA表达量分别是各自的对照的1.83倍、2.98倍、2.58倍,差异显著(P<0.05);4℃低温诱导后SS、RA和RH处理组与对照组TcHSP90 mRNA表达量也达到显著水平(P<0.05),分别是对照的1.25、1.72和1.38倍。朱砂叶螨经阿维菌素处理后用荧光实时定量PCR检测TcHSP90 mRNA表达情况,SS、RA和RH经阿维菌素处理后8h,TcHSP90mRNA表达水平增加,SS、RA和HRH分别为对照(SS未处理)的1.38、2.36和2.06倍。以上研究表明,药剂阿维菌素和高、低温胁迫都能刺激朱砂叶螨TcHSP90表达增加,而在受到相同胁迫情况下,相对于敏感种群,TcHSP90在抗药性和耐高温品系中表达更为活跃。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 熊忠华;曾鑫年;黎卓维;张帅;黎卓莹;马莉敏;吴上新;;阿维菌素与橡胶籽油复配对朱砂叶螨的联合作用[J];中国农学通报;2006年11期
2 刘开林;何林;缪应林;张云鹏;王进军;赵志模;;高温和阿维菌素对朱砂叶螨的胁迫效应及热休克蛋白研究[J];中国农学通报;2007年01期
3 吴青君;张友军;徐宝云;张文吉;;保护酶系在小菜蛾对阿维菌素抗性中的作用[J];应用昆虫学报;2011年02期
4 何林,谭仕禄,曹小芳,赵志模,邓新平,王进军;朱砂叶螨的抗药性选育及其解毒酶活性研究[J];农药学学报;2003年04期
5 张伟,邓新平,罗公树,何林;10%甲氰·阿维乳油配方的筛选及其对朱砂叶螨的联合作用[J];农药学学报;2004年02期
6 何林,赵志模,邓新平,王进军,刘怀,刘映红;朱砂叶螨对3种杀螨剂的抗性选育及抗性治理研究[J];中国农业科学;2003年04期
7 何林,赵志模,邓新平,王进军,刘怀;朱砂叶螨对甲氰菊酯、阿维菌素,哒螨灵及其混剂抗性遗传力的分析(英文)[J];Entomologia Sinica;2003年01期
8 冯宏祖;刘映红;何林;杨大兴;李明;卢文才;;抗阿维菌素朱砂叶螨的热激反应及热激蛋白[J];昆虫学报;2008年11期
9 曹小芳,何林,赵志模,邓新平,王进军;朱砂叶螨不同抗性品系酯酶同工酶研究[J];蛛形学报;2004年02期
10 郭庆宏;李纯伟;张学乐;边建国;;阿维菌素微囊悬浮剂对冬枣叶螨的防效[J];河北果树;2008年02期
11 何林,赵志模,邓新平,王进军,刘怀,吴仕源;甲氰菊酯与阿维菌素单用、轮用和混用对朱砂叶螨抗性进化的影响[J];蛛形学报;2002年01期
12 弓文香;王玉松;;常用杀螨剂对朱砂叶螨室内活性测定[J];现代农药;2011年01期
13 倪珏萍,侯华民,曾霞,黄春霞;甲氨基阿维菌素苯甲酸盐与阿维菌素生物活性比较[J];现代农药;2003年03期
14 顾国华;葛红;韩娟;季桦;徐莉;薛爱芳;;阿维菌素·苦参碱复配剂对朱砂叶螨的毒力及防效[J];金陵科技学院学报;2008年01期
15 陶士强,吴福安,余茂德;危害丰驰桑的朱砂叶螨实验种群生命表参数分析[J];蛛形学报;2005年01期
16 吴孔明,刘芹轩;朱砂叶螨对久效磷抗性的遗传分析[J];中国农业科学;1994年03期
17 武予清,刘芹轩,钟昌珍;不同棉花品种苗期对朱砂叶螨抗性的筛选鉴定[J];河南农业大学学报;1997年03期
18 何林,赵志模,邓新平,王进军,刘怀,刘映红;朱砂叶螨对三种杀螨剂的抗性选育与抗性风险评估[J];昆虫学报;2002年05期
19 范文忠;刘玉兰;金仙花;;8种药剂对朱砂叶螨室内毒力测定及田间药效试验[J];北方园艺;2007年09期
20 赵同芝;徐金兰;;大豆朱砂叶螨发生规律及综合防治技术[J];中国农技推广;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭宝元;袁蕾;王会利;李建中;;阿维菌素在北京土壤和胡萝卜中的降解行为研究[A];中国化学会第十五届全国有机分析及生物分析学术研讨会论文集[C];2009年
2 赵继宽;李艳红;侯万国;;阿维菌素-类水滑石纳米杂化物制备及润湿性研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
3 李靖;董克园;孙伟;凌泽洪;何林;;伊维菌素和阿维菌素的生物活性比较[A];粮食安全与植保科技创新[C];2009年
4 徐兵;;阿维菌素(阿维虫清)在中国抗性害虫方面的应用[A];’98海峡两岸害虫生物防治学术研讨会论文摘要[C];1998年
5 秦玉金;鞠国钢;赵军;;阿维菌素在水稻螟虫无害化治理中的应用[A];第十九届全国植保信息交流暨农药械交易会论文集[C];2003年
6 刘明忠;;阿维菌素防治稻纵卷叶螟田间药效试验[A];河南省植物保护研究进展Ⅱ(上)[C];2007年
7 白永平;彭江红;王志刚;彭广能;;柯利犬阿维菌素中毒伴顽固性皮肤病的治疗[A];中国畜牧兽医学会小动物医学分会第四次学术研讨会、中国畜牧兽医学会兽医外科学分会第十六次学术研讨会论文集(2)[C];2009年
8 宋传升;武道留;谷风柱;王林;张婷婷;刘华;张景海;胡英明;;宠物犬驱虫应慎用阿维菌素[A];全国兽医外科学第13次学术研讨会、小动物医学第1次学术研讨会暨奶牛疾病第3次学术讨论会论文集[C];2006年
9 倪沛佩;梁宏德;杨玉荣;;犊牛阿维菌素中毒的病理组织学观察[A];中国畜牧兽医学会兽医病理学分会第十六次学术研讨会、中国病理生理学会动物病理生理专业委员会第十五次学术研讨会论文集[C];2009年
10 李春辉;章淑艳;杨剑虹;李晓茹;张仲良;;甲氨基阿维菌素水乳剂的研究与应用[A];第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯宏祖;朱砂叶螨适应阿维菌素、高温胁迫机制的研究[D];西南大学;2009年
2 何林;朱砂叶螨(Tetranychus Cinnabarinus)抗药性机理及抗性适合度研究[D];西南农业大学;2003年
3 梁剑光;基于多尺度参数相关分析的阿维菌素发酵过程优化及工业规模放大研究[D];华东理工大学;2011年
4 张卫;农药阿维菌素在环境中降解和代谢研究[D];浙江大学;2004年
5 Joshua Otieno Ogweno;[D];浙江大学;2006年
6 邱竞帆;阿维菌素和安丝菌素生物合成相关基因的功能研究[D];上海交通大学;2012年
7 郁松林;水杨酸在葡萄高温胁迫过程中的信号作用及与蛋白质磷酸化关系的研究[D];中国农业大学;2004年
8 王强;阿维菌素等杀虫剂混配对棉铃虫等害虫增效作用及其生理生化机制研究[D];浙江大学;2005年
9 张建萍;朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)适应酸雨胁迫的机理及生态适合度评估[D];西南农业大学;2004年
10 巩慧玲;植物愈伤组织对高温胁迫的生理响应及G6PDH对高温适应的调节机理研究[D];兰州大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘开林;抗阿维菌素朱砂叶螨适应高温胁迫机理研究[D];西南大学;2007年
2 卢文才;阿维菌素和高温胁迫对朱砂叶螨γ-氨基丁酸及其受体表达的影响[D];西南大学;2009年
3 朱新军;γ-氨基丁酸及其相关酶活性与朱砂叶螨对阿维菌素抗性的关系研究[D];西南大学;2011年
4 陈川;阿维菌素高产菌株的选育[D];河北大学;2002年
5 陈红霞;阿维菌素生物合成基因改造的研究[D];沈阳药科大学;2002年
6 范琳玉;两相体系中阿维菌素催化选择加氢反应研究[D];四川大学;2003年
7 王洪滨;阿维菌素高产菌株的选育[D];河北大学;2004年
8 刘学涛;增效助剂对阿维菌素在甘蓝上的物理动态影响研究[D];山东农业大学;2004年
9 刘卫德;阿维菌素4"-OH氧化酶CYP107Z13的基因克隆、表达及功能验证[D];中国农业科学院;2011年
10 赖作旺;两种啶虫脒复配剂在土壤中的环境行为研究[D];西南大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 阿星;威远生化扩大阿维菌素产能[N];中国化工报;2004年
2 迁西县新庄子乡政府农办 孙艳阁;阿维菌素使用过量会致牛中毒[N];河北科技报;2006年
3 潘以楼 杨敬辉 宋立妹;刺糖菌素和阿维菌素[N];江苏农业科技报;2008年
4 玲玲;规模最大阿维菌素项目二期将于8月投产[N];医药经济报;2008年
5 桂炳中 王杨军;抗生素杀虫剂:阿维菌素[N];中国花卉报;2005年
6 本报记者 尚铁兵;世界上规模最大的阿维菌素生产项目[N];鄂尔多斯日报;2008年
7 本报记者 王爱娥;以行业自律创造良好环境[N];农资导报;2010年
8 武汉新兰德 余凯;威远生化:借增发巩固优势[N];中国医药报;2007年
9 赵引德徐晓磊;阿维菌素高速发展隐忧显现[N];中国化工报;2008年
10 记者 冯小宁;甘肃省药物研究所阿维菌素发酵效价研究获重大突破[N];甘肃日报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978