AChE在水稻抗性诱导的褐飞虱凋亡中肠细胞中的定位及表达

【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens是水稻的重要害虫之一。本研究旨在了解水稻品种抗性诱导的褐飞虱中肠细胞凋亡与细胞中乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,ACh E)的关系。【方法】从4龄Ⅰ型褐飞虱若虫中肠组织分离原代细胞,用不同抗性的水稻幼苗汁液处理第一代继代细胞,利用TUNEL染色法检测细胞的凋亡情况,再分别利用免疫组织化学和荧光定量PCR技术对ACh E进行亚细胞定位和检测其表达水平的变化。【结果】在对照组(未处理)细胞中,检测不到代表凋亡细胞核的绿色荧光,而免疫组化后阳性反应颜色很浅,表明细胞中存在ACh E的本底水平表达。感虫水稻品种TN1幼苗汁液处理细胞中,细胞的凋亡率为8%,抗性水稻B5幼苗汁液处理的细胞中有65%的细胞发生凋亡;而抗性水稻TKM-6幼苗汁液处理的细胞中则有85%的细胞发生凋亡。免疫组化的检测结果表明,所有凋亡的细胞中都存在ACh E的积累,且主要分布在细胞质中;ACh E在凋亡后期并不迁入凋亡小体中,而是集中在细胞核附近。荧光定量PCR检测表明,TKM-6,B5和TN1幼苗汁液处理的细胞中ACh E的表达量分别为对照细胞的29.9,18.4和8倍,该结果与细胞水平上免疫组化的检测结果一致。【结论】本研究结果证实了水稻品种抗性与其诱导的中肠细胞凋亡率呈正相关,且凋亡细胞的细胞质中存在ACh E的积累。这些发现为揭示ACh E在褐飞虱与水稻的互作中的功能、促进抗性水稻新品种的选育及开发新的褐飞虱防治措施提供了一定的参考信息。

没食子酸对棉铃虫生长发育的影响及作用机理

为明确没食子酸(GA)对棉铃虫生长发育的影响和作用机理,用叶碟法对比了没食子酸等21个酚类化合物对棉铃虫幼虫的拒食活性,并从中选择了没食子酸等3种化合物测定了其对棉铃虫1龄末幼虫的拒食中浓度(AFC50),随后采用饲料混毒法检测了没食子酸对棉铃虫生长发育的影响,进一步测定了2龄幼虫中肠病理变化和生长发育相关基因的表达变化。结果表明:所测21种酚类化合物中,没食子酸对1龄末幼虫的拒食活性最显著,拒食中浓度为50.21 mg/L。以含10μg/g没食子酸的饲料饲喂棉铃虫幼虫后发现其显著抑制幼虫体重、化蛹率、羽化率和卵孵化率。苏木精—伊红染色法检测到没食子酸可诱导中肠细胞大量凋亡、杯状细胞和消化细胞膨大并呈现空泡化、围食膜消失等病理变化;qPCR分析发现没食子酸可诱导InR、p53、Atg8和G6Pase基因显著上调表达。综上,没食子酸可显著抑制棉铃虫的生长发育,同时损伤中肠,导致营养代谢紊乱,具备开发成为新型植物源杀虫剂的潜力。