昆虫细胞色素P450基因的表达与调控及P450介导抗性的分子机制

本文综述了在杀虫剂抗性中起重要作用的 P4 50酶系研究的最新进展。内容包括 :细胞色素 P4 50酶系基因及其基因的表达与调控 ,P4 50介导抗性的分子基础。细胞色素 P4 50表达表现出发育期、组织、品系特异性及可诱导性。 P4 50表达的调控机制复杂 ,可能受顺式调控元件 (如 CYP6 B1)或反式作用因子 (如CYP6 A1)或顺式、反式因子的共同调控 (如 CYP6 D1)。调控可能涉及转录增强的转录机制或 m RNA稳定性增加的转录后机制。 P4 50的超量表达是 P4 50酶系介导抗性的主要机制 ,P4

细胞色素P450的多样性与介导抗性的研究

细胞色素单加氧酶是一类广泛分布在生物体内的重要酶系,在生物体内广泛分布,CYP450参与多种外源性化合物的代谢,内源性物质的合成,在生物体起到十分重要的作用,对P450的研究已从最开始的功能与定位深入到了它的分子机制和多样性等的研究,就P450的多样性、介导抗性的机制和分离方法作一综述。

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶(carboxylesterases,Car Es)是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)对氟虫腈的增效作用;以LC30和LC50浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后Car Es酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量(LC30和LC50)氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组Car Es比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾Car Es活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低;抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰Pxae22和Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰Pxae22和Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。

羧酸酯酶及其介导昆虫抗药性的研究进展

本文从分类、结构和水解作用机制、抗药性以及抗药机理等方面综述了昆虫羧酸酯酶的研究进展,旨在为进一步深入研究羧酸酯酶介导昆虫抗药性提供参考和奠定基础.

转基因植物中RNA介导病毒抗性

１９８６年以来，利用病毒外壳蛋白及其它基因转化植物，获得具抗病毒能力的植株，已有大量成功的报道。以前，一直认为是病原体来源的基因引发抗性，但在实验过程中，发现转基因植物中转化基因的表达水平与病毒抗性程度之间没有直接联系，因此有人提出转基因植物抗性获得与病毒ＲＮＡ特异性降解有关的机制。

转基因植物中RNA介导病毒抗性

1986年以来,利用病毒外壳蛋白及其他基因转化植物,获得具抗病毒能力的植株,已获有大量成功的报道。以前,一直认为是病原体来源的基因引发抗性,但在实验过程中,发现转基因植物中转化基因的表达水平与病毒抗性程度之间没有直接联系,因此有人提出转基因植物抗性获得与病毒 RNA 特异性降解有关的机制。本文对 RNA 介导抗性机制进行讨论。

节肢动物ABC转运蛋白及其介导的杀虫剂抗性

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporter),简称ABC转运蛋白(ABC transporter),是继细胞色素P450单加氧酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶之后又一类参与解毒作用的重要蛋白家族,因其在杀虫剂解毒等方面起着非常重要的作用,近年来逐渐受到广泛关注。ABC转运蛋白是一大类跨膜蛋白,其核心结构通常由4个结构域组成,包括2个高度疏水的跨膜结构域(transmembrane domains,TMD)和2个核苷酸结合域(nucleotide binding domains,NBD)。根据序列相似性和保守结构域,可以把ABC转运蛋白家族分为8个亚家族,每个亚家族的成员数及功能不同。这类蛋白在各种生物体内均有分布,其主要功能包括转运物质、信号传导、细胞表面受体及参与细胞内DNA修复,转录及调节基因的表达过程等。此外,近年来的研究表明,ABC转运蛋白的突变或过表达不仅与节肢动物对化学农药的抗药性密切相关,而且在抗Bt毒素方面也起着非常重要的作用,对转Bt作物造成严重威胁。本文综述了节肢动物ABC转运蛋白的结构,ATP水解介导的作用机制,亚家族的分类、结构及生理功能,以及由ABC转运蛋白介导的抗药性研究进展,旨在深入了解ABC转运蛋白的研究现状及其在节肢动物抗药性方面的作用,为阐明节肢动物抗药性机制提供新的理论依据,对改进农业害虫的抗性监测和治理策略也具有一定的指导意义。

CP基因3'端短片段介导的对马铃薯Y病毒的抗性

目的探明马铃薯Y病毒脉坏死株系(PVYN)CP基因3′端序列短片段的不同结构转基因诱导转基因植物产生RNA介导抗性的有效性。方法以PVYN的CP基因cDNA3′端202bp片段构建非翻译的正向重复和反向重复结构的植物表达载体转化烟草。结果攻毒试验表明前者没有一例转基因植株表现为抗病,而转化反向重复结构的转基因植株82.8%表现近似免疫的高度抗病型,Southern印迹杂交证明目的基因已整合到烟草基因组,Northern印迹杂交结果显示反向重复结构转基因植物的抗病性与RNA的表达量呈现负相关。结论抗病性是RNA介导的病毒抗性。3′端短片段诱导产生的转基因抗病株比例比5′端短片段诱导产生的高。

马铃薯X病毒25kD运动蛋白基因和外壳蛋白基因介导的抗病性研究

以马铃薯X病毒(potatovirusX,PVX)的RNA为模板,应用反转录聚合酶链式反应(RT PCR)方法分别扩增出长度为681bp的非翻译马铃薯X病毒25kD运动蛋白基因(PVX p25)和长度为714bp的非翻译马铃薯X病毒外壳蛋白基因(PVX CP)。并分别构建植物表达载体pROKⅡp25和pROKⅡCP。利用农杆菌介导方法转化烟草NC89。经卡那霉素筛选、PCR检测,共获得转非翻译PVX p25的转基因植株78株,转非翻译PVX CP的转基因植株83株。抗病性试验表明,转非翻译PVX p25的78株中有31株对PVX的侵染表现高度抗病,抗性比例为39.7%;转非翻译PVX CP的83株中有11株对PVX的侵染表现高度抗病,抗性比例为13.3%。分子生物学检测和抗病性分析表明,抗病性均为RNA介导的病毒抗性。研究结果初步证明,转非翻译PVX p25可以更有效地获得抗PVX转基因植株。

利用RNA介导的抗病性获得抗2种病毒的转基因烟草

RNA介导的病毒抗性(RMVR)是近年发展起来的一种新的植物抗病毒基因工程策略,具有抗病性强、抗性持久、生物安全性高等特点。利用该策略培育多抗病毒植株具有广阔的应用前景和重要的实践意义。本研究将非翻译的马铃薯X病毒的衣壳蛋白(PVX-CP)基因和非翻译的马铃薯Y病毒的衣壳蛋白(PVY-CP)基因组成嵌合基因,构建植物表达载体pROKXY,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,获得6株对PVX和PVY的混合侵染表现为免疫的转基因植株。分子分析表明,这种抗性为RNA介导的病毒抗性。这一研究结果为利用RMVR进行植物多抗病毒育种提供了重要数据和资料。

RNA介导的病毒抗性在转基因烟草中的遗传分析

以含非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白 (PVY MCP)基因的抗病和感病T0 代转基因烟草为材料 ,对转基因及RNA介导的病毒抗性在T1～T4代转基因植株中的遗传进行了研究。结果表明 ,在含低拷贝 (1～ 2个 )转基因的感病植株后代中 ,转基因是作为一个单显性遗传位点 ,遵循孟德尔遗传分离规律 ,各世代转基因植株仍表现感病。含多拷贝 (4～ 6个 )转基因的抗病植株 ,转基因在T1代的分离虽符合多位点插入的 15∶1和 6 3∶1遗传规律 ,但转基因发生了重排 ,RNA介导的病毒抗性表现为不稳定遗传。从含多拷贝转基因的抗病植株的T1代株系中 ,分离获得了两株含 2个拷贝转基因的抗病植株 ;其后代中 ,转基因及抗性遗传遵循孟德尔遗传分离规律 ,可稳定遗传和表达 ,获得纯合的抗病转基因株系。对转基因在不同抗病类型植株中整合方式分析显示 。

转基因植物中RNA介导的病毒抗性研究进展

利用病毒核酸序列培育抗病毒的转基因植物是一个重要的抗病毒基因工程策略。虽然很多种病毒的不同核酸序列已被使用并证明转基因植物有不同程度的抗病毒效果，但其抗病机制大多不清楚。目前至少有两种明显不同的抗病机制类型：一种是要求病毒编码的蛋白质的表达；另一种是仅仅依靠转基因的RNA转录。本文综述了这种RNA介导的抗性特点、分子生物学、抗病机制，以及与共抑制的相似性，并对RNA介导的病毒抗性的意义加以讨论。

基因沉默番木瓜环斑病毒复制酶基因(PRSV-Nib)获得抗病毒病番木瓜的研究

番木瓜是重要的热带经济水果。番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)是番木瓜的重要病毒病,经常导致严重的产量损失和质量恶化。自从1998年第一例转基因番木瓜问世以来,使得基于“致病菌衍生的抗病性(pathogen-derived resistance,PDR)”的抗病育种策略获得成功广泛应用。然而依赖于序列同源性的抗病性与病毒突变导致多样性增加之间的矛盾成为番木瓜育种科学家的新挑战。本研究拟采用RNAi策略针对复制酶(nuclear inclusion b.Nib)获得广谱抗PRSV番木瓜新种质。通过团队已建立的胚性愈伤诱导-农杆菌介导转化-再生苗诱导的番木瓜遗传转化体系,共获得经过抗性筛选的再生苗52株,通过特异性PCR进行筛选共计获得24株转基因阳性植株。通过对T0代田间自然发病试验中,转基因番木瓜株系抗病性明显高于非转基因对照,其中NibB5-2田间抗病性最优。通过hiTAIL-PCR方法确定NibB5-2插入位点位于第2号染色体supercontig_30的1976766的位置。T1代接种试验中,无病毒积累且无发病症状,初步确认具有良好的病毒抗性,为番木瓜抗病育种提供新思路。

马铃薯Y病毒siRNA介导抗病基因工程研究进展

马铃薯病毒病是危害马铃薯生产的重要因素,尤其马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)严重影响马铃薯产量和品质,为防治带来很大困难。近年来,通过基因工程技术培育抗病毒转基因植株为抵抗PVY侵染提供有效途径。简述了目前PVY病毒siRNA介导抗病基因工程的主要方法策略,包括PVY不同功能基因介导的病毒抗性差异、影响PVY抗病毒基因工程效率的主要因素以及PVY不同株系联合抗病基因工程研究概况,分析了这些方法存在问题及发展趋势,旨在为更好地控制PVY危害提供借鉴。

转不可翻译PVY^N CP基因烟草的抗病性分析

我们曾报道表达不可翻译PVY^N CP基因的转基因烟草抗病性是由RNA介导的,其抗病性类似于转录后的基因沉默(PTGS)。本研究以这类不同抗性的Tn代转基因烟草植株为材料,对自交后的T1代转基因植株的遗传和抗病性进行了分析,并选取部分T_1代抗病株系自交留种。对T_2代RNA介导抗病性转基因植株进行了分子分析和一系列抗病性研究。结果表明,含1-2个转基因拷贝的T_0代感病植株,在T_1代中的Km抗性分离符合单位点插入的3∶1的遗传规律;含3个或3个以上转基因拷贝的T_0代中抗或高抗植株,在T_1代中的Km抗性分离符合多位点插入的15∶1或63∶1的遗传规律。大多数T_1、T_2代转基因植株的抗病性与转基因拷贝数成正相关,转基因在T_1、T_2代植株中能够转录表达,且转基因植株之间转基因mRNA在细胞质中的积累水平与转基因植株的抗病性成负相关。转基因植株的抗病性能够在T_1、T_2代中遗传,且T_2代转基因植株的抗病性具有以下特征:1)既抗病毒粒体又抗病毒RNA的侵染,且这种抗病性不受接种物剂量的影响;2)抗病谱较窄,只对PVY的某些株系具有高度抗病性;3)与传毒方式无关,既抗摩擦接种又抗带毒蚜虫接种;4)与植株的发育阶段没有关系。

植物抗病毒病育种策略

为了得到抗病毒的寄主植物,植物育种学家进行了许多有益研究,形成了许多行之有效的抗病毒病育种策略。利用植物本身对病毒侵染所具有的一些免疫功能及其本身的一些抗性基因来获得抗性;利用来源于病毒自身基因的一些抗病性策略(PDR),如利用病毒外壳蛋白基因,病毒复制酶基因,病毒移动蛋白基因,病毒卫星RNA和反义RNA等,植物也可以获得抗性。近年来对由转录后RNA沉默引起的由RNA介导的病毒抗性策略(RMVR)也进行了深入地研究。除了PDR和RMVR以外,还有一些导致植物抗病毒的策略,包括利用美国商陆的病毒抗性蛋白(PAP),2',5'-寡腺苷酸合成酶,"植物抗体"以及病毒蛋白多肽来获得病毒抗性等。

抗柑橘衰退病毒基因工程研究进展

本文从选育和利用抗(耐)柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)的柑橘品种和砧木、弱毒株交叉保护、转基因诱导的CTV抗性等方面综述抗柑橘衰退病毒基因工程研究进展,并就人工miRNA(artificalmicroRNA,amiRNA)介导抗性加以展望,旨在为更好地控制CTV危害提供借鉴。

植物抗病毒基因工程研究进展

为了得到抗病毒的寄主植物,很多学者进行了大量研究,形成了许多行之有效的抗病毒育种策略。利用来源于病毒自身基因的一些抗病毒策略(Pathogen-derived resistance,PDR),如病毒外壳蛋白基因,复制酶基因,反义RNA、移动蛋白基因等,均可以获得一些抗病毒植物。近年来,对RNA介导的抗病毒策略机制进行了深入研究。基因沉默的发现使得人们对植物和病毒的相互关系有了一个新的认识。转录后基因沉默(Post-transcriptional gene silencing,PT-GS)现象是植物抵御病毒入侵,保持自身基因组完整性的一种防御机制。对于PTGS产生的机理,已经提出不少模型,但是都未能较全面地解释基因沉默中出现的各种实验现象。对转录后基因沉默的特点、发生机理和作为抗病毒防卫机制,在改良植物抗病性方面的应用和进展进行了综述。

玉米矮花叶病及抗病毒基因工程研究进展

玉米矮花叶病毒是在世界范围内广泛分布的重要病毒,我国已经确定可以侵染玉米的病原有SCMV、SrMV和PenMV。转录后基因沉默现象是植物抵御病毒入侵、保持自身基因组完整性的一种防御机制。基因沉默的发现使人们对植物和病毒的相互关系有了一个新的认识。利用PTGS抗病机制为控制玉米矮花叶病提供了新的途径。简要介绍了玉米矮花叶病毒病害特点及其主要病原;阐述了玉米矮花叶病毒抗病毒基因工程策略研究进展,展望了PTGS在开展抗玉米矮花叶病毒基因工程中的应用前景。