抗苏云金杆菌毒素Cry1Ac粉纹夜蛾细胞系的特性研究

为了从离体细胞水平探讨昆虫对苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的部分抗性机制,本文采用活化的Cry1Ac 毒素对粉纹夜蛾BTI-TN-581-4细胞连续筛选86代,获得了高水平抗性细胞,研究了其某些特性。它对Cry1c 产生了低水平的交互抗性,对低渗溶液的耐受性显著增强,双向电泳图谱表明抗性细胞膜蛋白组分发生了明显的变化。膜蛋白组分的变化可能导致了筛选细胞的耐低渗透压和抗Cry1C。

Bt Cry1Ac抗性粉纹夜蛾离体细胞与敏感细胞mRNA的差异显示

为了研究昆虫对Bt的抗性机制 ,以苏云金芽孢杆菌Cry1Ac活性毒素对粉纹夜蛾离体细胞连续筛选 80代 ,获得了高抗性细胞。采用DDRT PCR技术比较了该抗性细胞与非选择敏感细胞mRNA的差异 ,经反向RNA斑点印迹杂交确证了 5个片段为两种细胞的显著差异表达序列标签(ESTs)。序列分析结果表明 ,敏感细胞特有的三种ESTs都位于cDNA的非编码区 ,两种ESTs(GenBank注册号 :S1 ,CF32 2 4 1 5 ;S3,CF32 2 4 1 7)与数据库中EST没有显著同源性 ,另一种S2(GenBank注册号 :CF32 2 4 1 6)与已登录的某些昆虫的ESTs具有一定的同源性。从抗性细胞特有的R1 (GenBank注册号 :CF32 2 4 1 3)推导出的氨基酸序列与磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶有 60 %～63%的同源性 ,从抗性细胞特有的R2 (GenBank注册号 :CF32 2 4 1 4)推导出的氨基酸序列与黏蛋白类有约 30 %的同源性。这些差异表达基因可能与抗性的形成相关。

粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)培养细胞对家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)的吞噬过程观察

观察微孢子虫在非天然宿主细胞系的生物行为过程,有助于探究微孢子虫的侵染特异性机制。选用鳞翅目昆虫粉纹夜蛾(Trichoplusia ni,Tn)细胞系为材料,接种家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)孢子后观察其吞噬过程。结果发现:经氢氧化钾发芽预处理的Nb孢子虽然可以在Tn培养细胞液中发芽,但未见发芽孢子的孢原质进入Tn培养细胞;在接种Nb孢子浓度为2.0×105mL-1以上时,观察到孢子通过内吞作用进入了Tn培养细胞,但未见孢子的增殖;随着时间的延长和进入Tn培养细胞的Nb孢子的增加,可引起Tn培养细胞的超微结构变化,并导致细胞的裂解。以上结果说明,虽未见Nb以发芽形式感染Tn培养细胞,但Nb能够被吞噬进入Tn培养细胞并破坏其结构。

粉纹夜蛾培养细胞对家蚕微孢子虫的吞噬及与孢壁蛋白的关系

解明家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)入侵宿主细胞的相关因素,有助于深入研究Nb对家蚕的侵染机制。利用激光共聚焦显微镜观察Nb孢子接种粉纹夜蛾(Trichoplusiani,Tn)培养细胞48h后孢子的分布状态和培养细胞的生长情况,并对接种Nb孢子后的Tn培养细胞培养物总蛋白进行SDS-PAGE分析,证实经0.2mol/LKOH预处理的Nb孢子可以被Tn培养细胞所吞噬。对Nb孢子孢壁蛋白的SDS-PAGE分析显示,Nb孢子经KOH预处理后,大小为80kD和12kD的孢壁蛋白带缺失或明显减弱,30kD的孢壁蛋白带丰度降低。推测KOH预处理使Nb孢子部分孢壁蛋白被分解(部分或完全)或使蛋白结构发生变化,由此影响了Nb孢子与Tn培养细胞的相互作用关系,有利于Tn培养细胞对Nb孢子的吞噬。

印楝素A对粉纹夜蛾Hi-5细胞的毒性机理

利用粉纹夜蛾Trichoplusia ni Hbner卵细胞系（Hi-5细胞系）在细胞水平研究了印楝素（azadirachtin）A杀卵活性的毒性机理。以MTT法研究了印楝素A对粉纹夜蛾Hi-5细胞的生长抑制率,结果表明最初两天印楝素A对Hi-5细胞无较明显活性,但随后几天抑制率显著增加。用Giemsa染色法对细胞进行染色,观察细胞形态发生的变化,发现：1.25μg/mL印楝素A处理Hi-5细胞1d后,细胞已无法贴壁,形状变圆,接着细胞形态变得极不规则,有凋亡小体出现。用Ho33342染料对Hi-5细胞核DNA染色,通过荧光显微镜观察发现：经印楝素A处理后第1天,部分细胞核染色体发生异常凝聚,此后异常细胞核比例增多,核膜严重破损。以异硫氰酸荧光素（FITC）荧光染料研究了Hi-5细胞的蛋白质含量变化,发现1.25μg/mL印楝素A处理Hi-5细胞1d后,细胞蛋白质指数（DI）为1.070±0.018,至第3dDI值上升到1.912±0.019。分析了印楝素A处理后Hi-5的还原性谷胱甘肽（GSH）的相对含量变化,发现1.25μg/mL处理浓度下,各天处理组GSH抑制率有显著差异。结果显示印楝素A能够抑制Hi-5细胞增殖,影响细胞骨架正常功能,降低细胞活力。

印楝素A与印楝素B对粉纹夜蛾BTI-Tn-5B1-4的细胞毒性

为了明确印楝素A和B活性差异的机理,本研究比较了印楝素A和印楝素B对粉纹夜蛾Trichoplusia ni离体培养胚胎细胞系BTI-Tn-5B1-4的毒性。结果表明：印楝素A与印楝素B对BTI-Tn-5B1-4细胞具有良好的增殖抑制活性,处理后3d,其IC50值分别为2.09μg/mL和9.85μg/mL,印楝素A的细胞毒力显著高于印楝素B。倒置显微镜观察发现,印楝素A和印楝素B处理可导致细胞变形,贴壁能力下降,并出现明显空泡,印楝素A的影响明显高于印楝素B。流式细胞仪检测结果表明,印楝素可导致BTI-Tn-5B1-4细胞体积显著膨大,印楝素A处理细胞体积增大程度显著高于印楝素B;印楝素可以明显影响BTI-Tn-5B1-4细胞膜电位,1.25μg/mL印楝素A和印楝素B处理后3d,细胞DiBAC4（3）荧光强度分别增加88.12%和55.37%,印楝素A的影响显著高于印楝素B。荧光显微镜观察发现,印楝素对BTI-Tn-5B1-4细胞核具有明显影响,印楝素B的影响明显高于印楝素A,印楝素B处理后,细胞核受损细胞数更多,受损程度更严重。结果显示印楝素A和印楝素B的细胞作用机理存在差异,本研究从细胞学水平解释了印楝素的生长发育抑制作用机理。

中华蜜蜂前溶血肽原基因在Tn-5B1-4细胞中的表达

构建中华蜜蜂前溶血肽原基因的重组供体质粒pBacHT-GFPTAccPPM,将其转化进入穿梭载体Bacmid的受体菌DH10Bac中,得重组穿梭载体Bacmid-GFPTAccPPM,再用Lipofectin介导其DNA转染粉纹夜蛾细胞系Tn-5B1-4,最后观察细胞表达时相动态。经ELISA法和荧光显微镜观察证实,胞内表达产物既能发射易于检测的绿色荧光,又具有良好的抗原性,证明重组病毒Bacmid-GFPTAccPPM已在昆虫细胞中得到了表达。

中华蜜蜂溶血肽基因在杆状病毒系统中的表达

构建含中华蜜蜂溶血肽基因的重组转移载体pBacHT_GFPTAccM,转化受体菌DH10Bac,得重组穿梭载体Bacmid_GFPTAccM,Lipofectin介导其基因组DNA转染粉纹夜蛾细胞系Tn_5B1_4。SDS_PAGE分析表明,感染重组杆状病毒Bacmid_GFPTAccM的细胞表达产物在约为34kD处出现特异性条带,其表达量约占细胞总蛋白的3%。Westernblotting和细胞表达时相动态分析证明中华蜜蜂溶血肽基因已在粉纹夜蛾细胞系Tn_5B1_4中进行了成功的表达。