对硫磷诱导果蝇细胞的基因表达谱及差异表达基因与抗性的关系研究

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摘要摘要一,对硫憐因其毒性强有机憐农药是世界上生产和使用较多的农药品种之,作用时间短而被广泛使用。长期大量不合理使用使害虫对其产生抗药性,但目前对对硫憐的应激作用机理并不十分清楚。本实验在基因组水平上研巧对硫稱的应激作用机制及其作用郎标。rt--2Clin8(C8)W果陶的S细胞为模式细胞,利用elCoug0CK试剂盒和细胞计数板检测对硫憐诱导细胞的毒性及细胞存活率;通过数字基因表达谱和实时巧光定PCRRT-PCR)检量(q测对硫憐药物处理细胞和正常细胞的基因表达差异,筛选与CCK-8对硫磯应激相关的基因。通过多次试剂盒和细胞计数实验检测细施毒性,结果表明35^ig/mL(ppm)对硫鱗处理细胞的死亡率最小。数字基因表达谱检测3599〇1对硫稱浓度处理细胞和对照组细胞(只加溶剂甲醇处理的细胞和什么都不加的正常细胞)的基因表达差异,结果显示,对硫憐处理细胞中有534个基因的表达量发生较明湿的变化。其中细胞色素P450的句取<5姑和〇巧知2基因的表达量分别提高3.34倍和2.04如办-倍,基因CW、砂公如S、砂如八〇4出现特异性表出说T类中有GS7聯基因一种气味结合蛋白0如转运蛋白表达上调2倍,出现特异性表达;JWF拍和CG532/基因的表达量均提离大约2.5倍。但五种NADH类基因:W)3、iVZ>¥、M)5、2?311M)6、的表达量却被下调了.倍。许多氧化还原酶类的脱氨酶也出现了不同程度的差异表达。从差异表达的基因中筛选出8个差异表达倍数相对较大的基因做qRT-PCR验证数字基因表达谱的可靠性,同时验证耐药性浓度筛选的正确性。结果表明巧光定量结一K-果与基因表达谱的分析结果致,CC8试剂盒筛选的耐药性浓度与巧光定量的检一致测结果也。为了验证高水平表达的基因与解毒反应的相关性,本研巧作了过表达验证,将筛选出来的两个离水平表达基因饼抑始和说T说转染S2细胞使其过表达,再用对硫憐处理并检测细胞的毒性。结果显示,佛抑如和GCTE6的过表达使细胞对对硫憐的耐药性明显増强。一^^Lt结果表明,昆虫对对硫憐的抗药性是由相关基因控制的,些基因的表达上一调、下调或特异性表达会影响细胞的耐药性水平。本结果为进步研巧昆虫对对硫磯的抗性作用机制W及筛选新的作用飽标提供了实验依据。T-PCR关键词:对硫磯,果蜗细胞,昆虫抗药化数字基因表达敵qRI AbstractAnalysisofgenesexpression虹theparathion山due化leDrosophilacellsandtherelationofdifferentiallyexressedpgenestoresistanceAbstractOrganophosphoruspesticideisoneofthemostproductionandwidelyuseofpesticideiiiintheworld,Parathioniswdelyused份ritsstrongtoxctyandquicklyaction.Itmakeshit仿lal仿lti.Biteressancerargeamountofunreasonabeuseraongmeutthemechansmsofstressforarathbnareunclear.Thestressmechanismandfunctiontaretsofarathionpgpwereuncoveredattheenomelevelinthisaer.gppThectoto)xicitandsurvivalra把ofarathionstressedcellwasde1:ec1;edbuseofyypy-l-celcountinkit8CCK8andcellirlglcountatenDosophiaS2modelcell.The()pdiferenceofenesexre巧ionbetweenarathbnstressedcellsandnormalcellsweregppcomaredandtheenesrelatedtoarathio打stresswerescreenedthrouheneexessionp,gpggpr化r--secumandealtimefluorescenceuantitativePC民民TPCRheresultsshownthatpq(q.T)化edeathofcellprocessedat35|ig/mL(ppm)parathbnisminimabymanyexperimentsofCCK-8kitandcellcountlaldi.Thiilp;eeletonee啤ressonof534genesobvousychangedbetween35ppmparathiontreatedcellsandcontrolcells(onlyaddedmethanolsolventrocessincellsandaddednonenormadiilifipglcellsbtaeneexressonrolesdetection.)yggppOfthemthectochromeP450enesuchasC6a8andC4eleneexressionwere,yg,ypypgp-increased3d.34timesand2.04times4al4d8CypSJS幻4hasecifc,Cyp,Cyp,vepiexressionGSTGSTE6ii2timGSTE7hifp.genesexpressonncreaseesandasspecic*'expression.Anodorantbindingpro化ingeneObp99a,tiansportersgeneMFS3andiincimestikiCG532/eneexpresso打reasedabout2.5t.BuFvendsofMADHene:iVDJgg,ND6ND4L ̄ND4ND5exressionwasdecreasedabout2311tidox.mes.Manre,,,pyenzymesdehdroenaseenesalsoaeareddifferentexression.yggpppWechoseeihtdifferentexressedenestocheckthereliabilitofdiitalenegpgyggexress-ionrofileandselectionofresistantconcentrationbRTPCR.Theresultsshownppyq化econsistenceoffluorescencequantitativewithgeneexpressionpro巧les,andthe化sistanttt把d-concenraionselecbCCK8kitwithdelt:flrescencetittily:ecedbyuoquanavewasasocons.istenceInordertoverifythecorrelationofgeneexpressionwiththedetoxificationII Abstractreactio化werespectivelytransfected(?6/?99幻andG1STE6gpneintoS2cellstodetectthe化x-cellicityunderarathbnrocessionaftertheneoverejressin.Theresultsshowedpp狭qpg化attheresistanttoparathionobvk)地lyincreasedfor饼少99幻arxlG5TE6ge做over-ressk扮p)化Of泣11theresi巧泣打ceofinsecttoarathionisCO打trolledb打es.Thelevelofhih,py转gegression,lowexpressio打andspecificexpressionofsome狭nesmayafectthecellresistance.Theseresultsrovkiedthee?erimentalbasis仿rthefijTtherstudtheresistantpqpymechanismofnsecarathk)打aiKscreent打ewtaret化arathonittolhei.pgp,tD--松words:arahlltrtion^rosoMascesinsecesisa打ceRNASeRTPCR^y,,pp,qq111 目录目录摘要IAbstractII一1第¥绪论1.1昆虫抗药性的形成与发展21.1.1生理生化抗性21.1.2行为抗性41.2抗药性防治对策5135.果蛹的生物学研究与贡献1-.4数字基因表达谱升级版(RNAS巧)技术6第二章对硫磯处理果蜗S2细胞后的细胞毒性检测7'2.1实验材料7211..供试果蜡细胞72.1.2主要试剂7213..主要仪器与耗材72.2实验方法8221..细胞传代培养822.2.对硫磯诱导果蛹细胞82.2.3倒置显微镜下观察细胞形态变化及细胞调亡8224..细胞毒性检测82.3实验结果92.3.1倒置显微镜下观察对硫磯处理细胞后的形态变化及细胞调亡92.32细胞存活率的测定及筛选10.2.4讨论10第兰章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证12312.实验材料13.1.1供试果蜡细胞1223.1.2主要试剂1322.实验方法13.2.1细胞处理123.2.2总RNA的提取和纯化13 目录13.2.3转录组测序43.2.4实时巧光定量PCR验证153.3实验结果17173.3.1数字基因表达谱(升级版)测定的差异表达的基因3.3.2实时巧光定量验证303.3.3实时巧光定量测定对硫憐胁迫下qyp細S基因表达水平和细胞毒性.323.4讨论32-S-转移酶防第四章谷脫甘狀(G沉颗5)、气味结合蛋白(邱pWa)基因的过表达与对硫磯抗性的关系3641.实验材料364.1.1供试果胸364.1.2主要试剂364.1.3主要仪器364.2实验方法374.2.1总RNA的提取、纯化和反转录374.2.2果蛹细胞表达载体的构建37423..转染细胞394.2.4转染后细胞毒性检测41441.3实验结果4.义1目的基因的克隆414义GSr風9始4.2转染细胞后5和0咕的表达量变化14.3.3对硫憐转染姐细胞的抗性分析424.4讨论44总S46参考文献47在读学位期间的研巧成果及发表的学术论文54致谢55 第一章绪论第一章绪论上个世纪八十年代来机磯农药因其毒性大、较易分解、残留期短等特点在,有d农业林业生产中取代了有机氯药物。有机憐农药包括乐果(imethoate)、敌百虫(dipterex)、二嗦磯(diazinon)、毒死赠(chlorpyrifos)、敌敌畏(dichforvos)、内吸一憐(deme化n)和对硫磯(para出ion)等。这类农药药效高、种类多,般不会在人畜一体内长时间积累,且在自然环境下易分解,是世界上生产和使用量较多的类农药产一品而对硫憐作为有机憐农药的,,种其毒性较强被广泛使用,但因长期大量不一合理使用对环境造成了很大的污染,成为较受关注的污染物之。有机磯作用于害虫的化学反应是通过作用其祀标物质石醜胆碱醋酶W(aeetyleholinesterase,ACHE),抑制Ac祀的活性从而使害虫中毒死亡。在研究昆虫对有机磯杀虫剂抗药性机制中发现,由于有机磯杀虫剂的长期大量不合理使用,导致其作用範标物质己醜胆碱醋酶对有机礎的敏感度降低,AChE的活性或普通醋酶的活W性上升等,所造成了害虫对有机憐杀虫剂抗药性的产生。在害虫的防治过程中出一现防治效果降低,从而加大杀虫剂的用量,同时也对害虫的天敌们造成了定的杀伤一一性,对环境也造成严重的污染些常用杀虫剂产生了抗。而目前相当部分害虫己对药性,但新农药的开发和利用又远慢于害虫产生抗性的速度,所对昆虫产生抗性的机理研究对于提高防效、选择合适的杀虫剂有着非、减少杀虫剂对天敌和环境的影响常重要的意义。,屋虫对有机憐产生抗性的作用机理主要分为下两方面往的研究发现:即範标物质AC一些酶活hE对有机憐敏感度的降低和参与有机磯农药水解和隔离作用的--化--SlioSfera力的增强,这些酶主要包括谷航甘化转移酶utanestransses,GSTs)、(g细胞色素P450单加氧酶(cytoehromeP450monooxygenases)W及普通醋酶等。这几类W,进而起到解毒的作用酶系能水解杀虫剂分子并且遥过代谢将其排出体外,细胞色素P450酶系的作用最为突出。在不同的昆虫中产生抗性所选择的生化机制是不尽相一同的,关于有机磯的抗性目前研巧主要集中在AChE450、、P非专性醋酶(EST)、GST等的活性与敏感性上。有研究报道在德国斐鎌(公tok化巧erwwj/co)对有机磯农药抗性研究中发现,这种昆虫抗性种群中GST和EST的活性均上升,AChE基因频率也发生了改变一一。许多研究表明,昆虫的抗性机制是多种多样的,而种昆虫对应种,农药时,抗性机制也包括很多种送种多机制导致的抗性要远高于单机制所导致的抗W二叉A)〇民-0性况Aba,lE,。如麦巧(p/巧raw細W抗性品种中只有ACi敏感性降低OR-2C祀故其抗性水平较低;而在抗性种群中,不仅A敏感性下降而且EST活性提W,高,这两种机制同时存在所W其抗性水平相对高很多。因此在研巧昆虫对有机磯1 第一章绪论一杀虫剂的抗性作用机制时,不能只集中在某种机制上,应该全方位的检测所有参与生理生化过程的相关酶的特性及其表达变化情况。本实验通过数字基因表达谱检测果蜗S2细胞在对硫憐胁迫下细胞内的基因表达情况,分析对硫磯的抗性机制并寻找其新的作用範标。1.1昆虫抗药性的形成与发展昆虫抗药性是杀虫剂选择的结果,是复杂的遗传现象,包括交互抗性、负交互抗性及多种抗性。抗性遗传原因也非常复杂,既和基因有关,也和转座因子、染色体等"1,可分为遗传学多种因素相关。概括昆虫抗药性产生的原因、生态学、生物学H个,其抗药性的产生学说又分为选择学说与诱变学说方面;对于昆虫来说。选择学说指的是昆虫的抗性是昆虫在杀虫剂的选择作用下存活下来,并且不断交配繁殖将其带有,且因特定的食性的抗性基因遗传给后代、生殖方式等因素使抗性稳定遗传。农药、有害物质、杀虫剂等是选择剂而不是诱变剂。诱变学说则认为昆虫种群中的抗性基因W是杀虫剂等诱导害虫基因发生突变,是后天形成的而不是先天存在的的,在杀虫剂一作用下种群某些个体基因发生突变从而导致昆虫产生抗性,所W是种后天的适应现象一。般而言昆虫对有机稱杀虫剂的抗药性主要分为生理生化抗性和行为抗性。1.1.1生理生化抗性昆虫的生理生化抗性在昆虫抗药性的形成中起着主要作用。杀虫剂作用昆虫产生毒性首先经过昆虫表皮、气管、肠道等表皮组织再扩散到昆虫的主要部位,然后经过W一系列的代谢降解反应,促使农药到达靴标位点进而发挥作用。如果昆虫的表皮组织对农药的穿透性降低就会使药物延长到达作用靴标位点的时间,这样昆虫就会有较长的时间降解毒物。有报道认为抗性与杀虫剂对昆虫的穿透率下降有关,这可能也与一昆虫体壁结构越来越复杂的变化有定关系。Vinson6/a/(1966)认为,DDT抗性的烟夜蛾(化"ofAbwsM/ra)幼虫因为其体壁蛋白质、几T质和脂类等物质多且固化■导致其表皮穿透力变弱从而引起抗药性程度高所。有机磯杀虫剂作用于昆虫对其生理生化的抗性研巧相对较多,而生理生化抗性主要包括鞭标抗性和代谢抗性两种机制。1.1.1.1视标抗性靴标抗性是因为昆虫体内对杀虫剂抗性作用的靴标基因发生突变,从而降低与杀虫剂的结合反应,使昆虫的敏感性降低而产生抗性,邑虫对杀虫剂视标抗性的。目前研究主要有四个方面。一(1)乙醜胆碱醋酶(AChE):乙醜胆碱醋酶是有机憐杀虫剂的作用帶标之。昆虫体内AChE的活性中也专口催化己醜胆碱的水解,杀虫剂通过抑制AChE对石酷2 第一章绪论胆碱水解,终止神经突触的传导作用。陶±强等(2005)指出杀虫剂抗性的昆虫,可能是因体内AChE酶的含量过高所致,也有可能是因为AChE发生结构改变所致。KimWi;/(2003)发现人〇1£在有机麟抗性品系家蛹中出现了点突变,唐振华和毕强(2003)的研究结果也证明了AChE的结构改变会使杀虫剂产生不同程度的抗药性。一些昆虫的抗性品系中有乙醜胆碱醋酶氨基酸的替换现象,这使杀虫剂敏感度有所上升。研究表明按蚊库蚊(Cw/ex)的抗药性与AOiE基因的氨基酸替换有""-关。李兵等(2009)发现,野桑蚕(風JW妙xwan成折Hflf)和家蚕(化W吩xrwor!)对有机憐农药产生抗性主要是因为ace2的突变。-(2):GABA是重要的抑制性神经递质r氨基T酸受体Y氨基T酸(),在昆虫体内GABA受体被阻断会影响递质的传递从而导致屋虫死亡,因此它也是有机麟杀虫剂的重要帶标之一GABA二。受体有阿维菌素,、环戊二婦、化挫所GABA是'环憐脂类、二环苯甲酸醋类等杀虫剂的作用靴标。在果蜡环戊二蹄类杀虫剂抗性品系W1体内发现GABA受体发生了改变。有研究报道,GABA受体基因突变可使昆虫对相应的杀虫剂产生抗性。(3)神经轴突钢离子通道改变:神经轴突钢离子通道是细胞膜钢离子电皮敏感通DDT和一2002道,它是菊醋类杀虫剂的主要作用範标之。冯国蕾等()研宛家蜗敏+感品系和抗漠氨菊醋与抗氯菊醋的抗性品系家蜡在K去极化状态下脑突触体释放神+经递质对肾上腺素的影响,结果发现对漠氯菊醋抗性品系家蛹的Na通道的亲和性降+低,而Na通道的亲和性变化并不影响氯菊醋的抗性。表明钢离子通道的祀标位点发生点突变,造成了昆虫对DDT和菊醋类杀虫剂产生抗性。(4)谷氨酸口控氯离子通道改变:谷氨酸氯离子受体通道是昆虫神经肌肉接点主要的範标,,。研究显示杀虫剂作用于昆虫的谷氨酸受体促进谷氨酸与谷氨酸受体大量结合,而谷氨酸口控氯离子通道的a亚基表达发生突变或改变时会导致昆虫的抗药W性产生。+(5)神经细胞膜巧离子通道改变:Ca通道受杀虫剂的影响,低剂量激活而高剂量抑制,但是激活作用比较弱抑制作用却较强。杀虫剂可引起兴奋性突触后电位的升+++高,兴奋性突触后电位的变高过程是由Na通道和Ca通道共同作用的,杀虫剂对Ca+W通道的激活作用间接的影响到了Ca通道的活性。1.1.1.2代谢抗性代谢抗性(metabolicresistance)是指昆虫受到有毒化合物,包括药物、杀虫剂、一些解毒基因会恃异性表达或差异表达植物毒素和污染等外界环境刺激时,体内,通过复杂的解毒反应系统将进入体内的有害物质代谢成低毒或无毒物质并加速外排来?--抵抗这些化合物的伤害。主要的代谢解毒酶系有H大类:谷腕甘化S转移酶类、3 第一章绪论一P450酶类非单性醋酶和细胞色素。----(:S(GSTs),在1)谷腕甘化S转移酶类谷脫甘败转移酶由多个基因编码机体免受过氧化作用、免疫、生物转化等防御系统具有解毒和抗氧化等重要作用,并且与细胞衰老、损伤、中毒、缺氧等疾病的发生相关。昆虫体内GSTs主要分布于消化道和脂肪体中,其主要功能是与亲电子类有毒物质进行共辆反应并且催化谷腕甘肤,GST的琉基,从而进行解毒。此外,GSTs还可W俘获有毒物质s作为配体结合蛋白与有毒物质结合行使解毒功能,参与抗药性的形成,GST基因的表达量。研究表明1W提高会使昆虫对杀虫剂的抗性增强,因为GST的过氧化酪的活性可W减弱杀虫剂的脂质过氧化反应,使其死亡率下降,从而提高了抗性。一一一(2)非专性醋酶类(ESTs):非专性醋酶系是杀虫剂代谢的大类酶,是昆,虫体内重要的解毒酶系,它通过水解醋类毒化物的醋键,降低有毒化合物的毒性所W醋酶的含量升高会加强昆虫对杀虫剂的抗性,。大多数杀虫剂都含有醋键属于醋类化合物,如有机磯、拟除虫菊醋类、氨基甲酸醋等杀虫剂。研究报道,在多种昆虫中22己经发现醋酶基因的扩增表达导致拟除虫菊醋抗性的产生13。醋酶的扩增会影响昆虫,甜菜夜蛾(却0沁护era的抗性ex皆W)对氯戊菊醋的抗性与綾酸醋酶活性的提高有U33关。媛酸醋酶表达量增加是斜纹夜蛾(却化wra)对漠氛菊醋抗性产生的重"5b"1一要因素,C/。。有研究表明在个库蚊(wex)的抗性品系中醋酶基因发生扩增表达U"关于醋酶基因的扩増表达,有人认为和反转录转座子及染色体易位有关。(3)细胞色素P450单加氧酶系(P45化);细胞色素P450单加氧酶系是多功能氧化酶,在昆虫中主要分布于中肠、脂肪体、马氏管等外源物进入昆虫体内的入曰组2711织,细胞色素P450在昆虫杀虫剂的抗药性W及昆虫寄主物的适应性等代谢中起着重要的作用。关于细胞色素P450对杀虫剂抗性的研究最早研巧的是P450与杀虫剂西维因抗性有关。漠氯菊醋库蚊抗性品系的多个CZP4基因表达上调,表明CZP4基W1P450,P450因与漠氯菊醋抗性有关。由于底物的广谱性活性的增强可同时影响UW多种杀虫剂,会使昆虫对多种不同结构的杀虫剂产生交互抗性。现己在家陋(Mwc口,航觀航)dome舶CO)、小菜蛾(巧、库Cwfcx、日^?〇6/65)蚊()伊蚊巧按蚊(如bw的抗性品系中发现P450单氧酶活性上调。1.1.2行为抗性行为抗性化ehaviorresistance是指昆虫在杀虫剂作用下趋利避害的斤为。在杀虫)剂造成的有害环境下,种群为了生存必须适应这种环境,所W在行为习性上进化W适应环境,行为抗性主要分为应激性和驱避性,由于。有研究表明六氯环己晓的长期大量不合理使用,,原本是人的居住区变成不适宜人居住的户外迫使非洲威±兰地区,从而改变了栖息习性,结果冈比亚按蚊只叮咬动物不叮人,这种行为习性的变化就是4 第一章绪论杀虫剂的作用所致。1.2抗药性防治对策一随着屋虫抗药性的形成和不断严重,抗药性的防治也成为了项重要的任务。通过有针对性地进行防治对策研巧,改进施药的方式等来降低抗药性的产生。目前主要U"的治理方案有W下凡种。1.综合治理综合治理就是利用害虫天敌、使用化学防治、物理机械防治、生物防治等方法相一互配合一,而不是单纯依赖单杀虫剂来杀灭害虫的倾向,要构建套有机的防治整体,从而减少杀虫剂的使用次数和用量,延缓害虫抗性的发展。2.混合用药将两种或两种W上作用机理不同的农药进巧混配协同作用一,也会对害虫起到定程度的毁灭作用,并且能降低害虫抗性的产生几率。当然混配用药也要科学合理,W,,,:免造成昆虫交互抗性的产生。3.应用增效剂增效剂本身并无生物活性,但与某种杀虫剂游用时会产生特定的毒力和药效。何玉仙等(2007)对田间的烟粉風抗性品系试验,发现胡椒基T酸(PBO)和磯酸H苯醋(IPP)分别对甲氯菊醋、氯氣氯菊醋、漠氛菊酷和氯氛菊醋进行増效,有显著的效果。4.镶嵌式防治一镶嵌式分防治区和不防治区,为敏感个体提供个相对有利的场所,使抗性基因的产生频率变缓。镶嵌用药能克服混合用农药的局限性。如果镶嵌用药所划分的区域大小适度,有新巧化的成虫迂入,镶嵌用药就能避免降解速率问题,同时镶嵌用药由一UW于是在不同区域内单组分施用,所W还能避免多组分絕用时引起的剂型问题。镶一嵌用药能克服些杀虫剂轮用导致的限制,杀虫剂轮用速率是延缓抗性最关键的问题。轮用太频繁,就没有足够的时间进行抗性转化;如果轮用时隔太长,又会使抗性无法U"降低。1.3果蜗的生物学研究与贡献果蛹在生物分类学上属于屋虫纲双翅目,是生命科学与人类疾病遗传学研究的重要模式生物一。百多年前通过果蛹杂交立了基因与染,摩尔根,计算子代表型确一色体的关系,建立了染色体理论,遗传学因此迈出了关键的步。此后,果蜡作为一最理想的实验动物么,对经典遗传学、发育生物学、分子生物学等研究领域做出5 第一章绪论了许多重大的贡献。近年来对果蜡分子方面的研究越来越多,例如神经科学领域,通过对果蛹某个基因的研究理解基因一一,为神经行为之间的关系提供线索。由于,果蜡全基因组序列的测序完成,使得果蜗反向遗传学研巧更为简便是后基因组时代研究的重要模式生物。本实验所使用的试验材料是黑腹果蜡(公wwpA舶贈/幻WO供沉er)的S2细胞。-1.4数字基因表达谱升级版(RNAseq)技术RNA-se)RNARNA数字基因表达谱升级版(即转录组测序技术,就是把msrmUq,N一andNOcodingRNA等或者其中些用高通量测序技术把它们的序列测出来,是用一来研究某生物对象在特定生物过程中基因表达差异的技术,反映出它们的表达水平。该技术结合了转录组测序建库的实验方法与数字基因表达谱(DigitalGeneExpressionTagProfiHng,D畑)的信息分析手段。基因转录水平的研巧是功能基因姐学和医学研究的基础。RNA-se组是某个物种或者将定细胞类型产生的所有转录本的q测序巧分析转录。レ集合转录组研究能够从整体水平研究基因功能ッ及基因结构,揭示特定生物学过程W及疾病发生过程中的分子机理,己广泛应用于基础研究、临床诊断和药物研发等领域。基于mumina高通量测序平台的转录组测序技术使能够在单核昔酸水平对任意物种的整体转录活动进行检测,在分析转录本的结构和表达水平的同时,还能发现未知转录本和稀有转录本,精确地识别可变剪切位点抖及cSNP(编码序列单核昔酸多态性),提供最全面的转录沮信息。相对于传统的巧片杂交平台,转录组测序无需预先针对已知序列设计探针,即可对任意物种的整体转录活动进行检测,提供更精确的数字化信号,更高的检测通量W及更广泛的检测范围,是目前深入研究转录组复杂性的强大工具。6 第二章对硫憐处理果蛹S2细胞后的细胞毒性检测第二章对硫雖处理果巧S2细胞后的细胞毒性检測杀虫剂胁迫昆虫细胞毒性的研究报道越来越多,杀虫剂作用引起的昆虫细胞形态和活性的改变是导致细胞调亡所关注的重点,戴游颖等(2006)用秦去津杀虫剂处理’家蚕(及)如rwjon)的卵巢细胞,处理24小时后经巧光染色、流式细胞仪、单细施-凝胶电泳等技术进行分析,发现细胞润t与形态变化和时间剂量效应有明湿的相关性。黒腹果MS2细胞系是从果蛹卵巢部位分离出来建立起的离体培养细胞系,本研一究使用果蛹S2细胞系作为研巧材料,通过系列浓度梯度对硫磯处理果蛹细胞,经DAPIK-巧光染色和台盼蓝染色进行细胞计数和检测细胞形态变化,利用CC8试剂盒检测细胞増殖、细胞存活和细胞毒性。一-CCK-8ST8的广泛应用快MTT试剂念是种基于W速高灵敏度检测试剂盒,为法4的替代方法,检测灵敏度更富,更易溶解,并且更加稳定。水溶性,不需要换液,,尤其适合于悬浮细胞,无需放射性同位素和有机溶剂,细胞毒性低献纪和血清对本试剂盒的测定无明显影响,适合于离通量药物筛选。试剂盒中采用水溶性四性盐一些脱氨酶还原生成澄黄WSt8,可W被线粒体内的,在电子稱合试剂存在的情况下色。细胞增殖越多越快,则颜色越深;细胞毒性越大,则颜色越浅。对于同样的细胞,颜色的深浅和细施数目呈良好线性关系。本研究采用CCK-8试剂盆来检测细胞的毒性。2.1实验材料2.1.1供试果魄细胞供试果蜡S2细胞由东南大学生命科学学院惠赠.2.1.2主要试剂SH30278.02Thermo生物对硫磯购于上海农药研巧所;无血清昆虫细施培养基(-Dondo公司公司)CCK8i);DAPI染液(碧云天生物公司)试剂盒旧本;其他未;j特别注明均为分析纯试剂和常规耗材,细胞继代培养,冻存复苏按常规方法进行。213..主要仪器与耗材C2-4SK新加坡Esco公司)50Ct超净工作台A,细胞培养箱41(新西兰Conherm化S压蒸汽灭菌锅Hve-公司),倒置显微镜(日本Nikon公司),高50旧本Hirayama公司),离必机(Eppendorf公司)。细胞培养皿、96孔板读国Corning公司),移7 第二章对硫磯化理果蛹S2细胞后的细胞毒性检测B-ioRad公司液器(美国)。2.2实验方法2.2.1细胞传代培养一用无血清昆虫细胞培养基培养果魄细胞3d ̄4d换,每隔次培养基。传代过程中,先反复轻轻吹巧细胞,在吹打过程中尽量降化对细胞的化学和机械损伤,至半贴 ̄-、壁的细胞完全悬浮后,将悬液移至新的无菌离也管中8001000屯45分钟g离。弃上清培养基,然后加入新鲜培养基,轻轻吹打至混匀,然后转入新的培养皿中继续培养。5x待细胞生长稳定后,再更换新鲜培养基,ll0个细,将果蜗细胞制成单细胞悬液胞/100曲孔接种于96孔板,2沪C于无C〇2细胞培养箱中培养24小时使细胞处于对数生长期。222..对硫磯诱导果蜗细胞对硫憐由甲醇稀释至不同浓度(0、5、10、15、25、35、45、55、65、75、85、95惦/ml)处理上述96孔板中处于对数期的细胞,在%孔板中每100山恳液中加对硫磯5扣每个浓度设置H个复孔,另设空白对照组(只有100叫培养基)和溶剂甲醇处理组各H个复孔。加药后将细胞重新放回细胞培养箱,培养4化观察。223..倒置显微镜下观察细胞形态变化及细胞调亡通过倒置显微镜观察各浓度对硫磯处理4化后细胞的形态特征变化,利用DAPI焚光染液和台盼蓝染液对正常细胞及不同浓度对硫隣处理细胞进行染色,染色后观察细胞调亡情况及计数分析。224..细胞毒性检测CCK-8利用试剂盒进行细胞毒性的测定,按照说明书上的要求,11.接种细胞悬液于%孔板中00/000,叫孔,每孔细胞数量^,将培养板在培养箱培养24小时。2lO-.向每孔加入plCCK8溶液,注意不要生成气泡,气泡会折光影响OD值。05?43.将培养板在培养箱内脖育.小时(可间歇在酶标仪上测定,选择最佳的时间点)。4.用酶标仪测定在450nm处的吸光度(OD值)。5.按照下列公式计算不同浓度下的细胞存活率:=-A-AX细胞活力(%)[A咖药)(空白)]/[A(0加撕馆白)]1〇〇A伽CCK-药):具有细胞、8溶液和药物溶液的孔的吸光度A煙白CCK-):具有培养基和8溶液而没有细胞的孔的吸光度巧 第二章对硫礙处理果蛹S2细跑后的细胞毒性检测-A(0加药;具有细胞和CCK8)溶液而没有药物溶液的孔的吸光度2.3实验结果2.3.1倒置显微镜下观察对硫磯处理细胞后的形态变化及细胞调亡显微镜下(目镜lOx物镜20X)观察正常细胞和对硫憐处理后细胞形态的变化,正一致处于贴壁状态常的生长状态良好的细胞长势,大部分。对硫磯处理果蜗S2细胞48h,低浓度组(5、10、15ppm)细胞形态与正常S2细胞相比无明显变化,但细胞密度较低;高浓度(Wppm)处理时细胞发生明显的形态特征的改变,细胞增殖缓慢,,贴壁细胞明显减少,能够贴壁的细胞多有变大现象多数细胞飘浮。经台盼蓝染色后进行细胞观察和计数,死细胞或破损的细胞会被染成蓝色,而正常细胞则不会被染色。通过DAPI巧光染液染色后,调亡的细胞细胞核,在巧光显微镜下观察细胞调亡情况巧光亮度是活细胞的20倍左右。台盼蓝和DAPI染色剂对正常细胞、35ppm及95ppm对硫礎处理细胞进行染色,35ppm组与正常细胞无明显差异,95ppm组细胞显著调亡,35,说明ppm浓度对硫磯处理细胞后应激反应强细胞调亡少;高浓度的对硫憐会破坏细胞结构,导致细胞死亡。来染色台盼盤DAPI狙戀W欄讓翼国图2.1倒置显微镜下正常S2细胞和对硫礎处理细胞的形态变化及细胞调亡倒置显微镜下正常细胞:表面光滑的圆形小球台盼蓝不染色,DAPI染色均匀;高浓度对硫憐处,理细胞:表面皱缩,整体变大,死细胞被台扮篮染成蓝色,且DAPI将死细胞的细胞核染的比正常细胞更亮。Fig.2.1Morphologicalchangesandapopt:osisinS2cellsinducedbyarathion,observedbinvertedpy9 第二章对硫憐处理果蛹S2细胞后的细胞毒性检测phasecontrastmicroscope了’DAPNormalcellsu打deriwertedmicroscoe:smoothsurfaceftheroundball,rbludontde,IpoypaneyunrmenParaoncecell:sukaoveracllsnedbTblueifodyig;thiprossingsrfaceshrinelldeadestairang,,yyp,andthenucleusdyemorebrightbyDAPI.232..细胞存活率的测定及筛选通过细胞计数及CCK-8试剂念的测定测得在不同浓度对硫憐处理下黑腹果蛹细2一.2。通过多次实验筛选出胞的存活率,其存活状况如图系列浓度处理后细胞活力相对较髙的浓度为35ppm,在此浓度下细胞活力较其它浓度强,说明细胞毒性在此浓度下最弱,35ppm对硫磯处理细胞应激基因发挥了应激作用,结合免疫巧光细胞调亡计数结果,所W选用35ppm对硫磯处理细胞做高通量基因表达分析。-120言蠢I八-^一8曰攫I-60囊!摄-401s208}Ijii3IIjj0510152535455565758595对硫槐的浓度梯度(ppm)Parathionconcentrationgradient(ppm)22CCK-8试剂盒检测细胞毒性变化图.一CCK-8,试剂盒检测系列浓度下细胞毒性的变化,筛选出细胞具有强活力的浓度为35ppm在此浓度下,细胞存活率高,细胞毒性低。F22u-Cooxcnig..yttiity游化ysigCCK8kit-nderCCK8kitdetectedthechangeofcytotoxicityu泣seriesofconcentrationarathio打?Thecellpseeceaeconcena35cesassronvaceurvraendltdtthtrtionofmllhtgitlity.Thellsivaltishihappg,thecytotoxicityislow.2.4讨论在倒置显微镜下观察对硫麟胁迫下细胞的形态变化,可直观快速地判断对硫憐是否对果魄细胞具有明显的胁迫作用。研巧表明,对硫磯对果蛹细胞有较明显的増殖抑化 第二章对硫磯处理果蛹S2细胞后的细胞毒性检测制作用,细胞形态和骨架结构发生了明显的变化,细胞的贴壁能力也明显下降。细胞是构成生物体的基本单位,是进行物质和能量交换活动的主要场所,所W细胞增殖受一到抑制作用可能是影响生物体生长发育的大原因,且细胞活力和状态也直接影响着生物体的生命活动。细胞的骨架结构是由微管和微丝构成,杀虫剂可能使这些结构受到影响,同时纺键丝等也受到影响从而使细胞有丝分裂受到抑制。通过细胞毒性检测,筛选出最适的35m一对硫磯浓度是pp,可W推测35ppm处理下对硫憐诱导了些与药物代谢相关基UW因的表达并启动了复杂的解毒机制,从而能加速代谢,产生对杀虫剂的抗性。本研究通过观察细胞的形态变化和细胞调亡情况在细胞水平上研究了对硫磯对一果蛹细胞生长发育和细胞毒性,为对硫稱抗药性的进步研宛提供了理论基础。11 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果媽细施后基因的表达变化及巧光定量验证第兰章数字基因表达谱(升级版)检測对硫踞处理果烦细胞后基因的表达变化及巧光定量验证杀虫剂的代谢活性增强是因为代谢抗性的化学本质发生了变化,涉及到的反应机レ制包括酶基因突变、基因特异性表达义及基因转录的增强等,终归是相关酶的数量或者质量上的变化。昆虫在杀虫剂的胁迫作用下会引起体内的应激反应,进而导致恃定U"而复杂的调按机制,如代谢基因的转录调控机制。昆虫在杀虫剂作用下体内基因的表达量会发生变化度虫体内的迄种基因变化是作为昆虫对杀虫剂产生抗性的早期一些应激基因差异表达或特异性表达预警。应激反应也爸使。本课题组在前期的研究,中,通过基因忘片技术检测果蛹细胞在漠氯菊醋胁迫下基因的表达量变化结果发现细胞色素P450类、谷腕甘肤转移酶类和醋酶类等多种基因的表达有变化,这些基因表达水平的改变可能与对漠氯菊醋的抗性相关。一一在上章细胞调亡、细胞毒性检测的基础上,进步运用转录组测序技术分析对一些差异表法相对较显著的基因进行硫憐胁迫下果蛹的基因表达谱变化,并选取RT-PC民验证q。3.1实验材料3.1.1供巧果蜡细胞同第二章义1.2主要试剂?Trizol试剂(Invitrogen公司);PrimeSc咕tRTreagpntKit和SYB民访eenKTakara公司);引物由上海生工生物工程技术服务有限公司代为合成。NanoDropSpectrophotometer、Ag化nt2100bbanalyzer(美国Thermo公司);酶标仪Mithras?LB940(德国SERTHOLD公司);QIAGENRNeasyKit(QIAGEN公司);实时巧光定量PCRRotor-GeneQ仪(德国)。其他未特别注明的为分析纯试剂和常规耗材。3.2实验方法义2.1细胞处理将对硫磯处理的细胞(处理组)和只有溶剂甲醇处理细胞、未处理的正常细胞(对照组)进行对照试验,处理组细胞根据第二章的结果W终浓度35m的对硫磯处理,pp溶剂对照组加等体积甲醇,正常果晚细胞为空白对照。12 第H章数字基因表泣谱(升级版)检测对硫憐处理果蜗细胞后基因的表运变化及巧光定量验证3.2.2总RNA的提取和纯化322.1RNA..总的提取°1.将处理4化后H组细胞的悬液转移至离也管中,4C,8000rpm,离也2min,弃上清;72?2mTr.向每10个细胞中加入1l的izoL用移液枪反复吹吸,直至裂解液无5m明显沉淀,室温静置in;3.加入200i氯仿,用力颠倒源匀,室温静置5min;|〇4.4C,ISOOOrp吼离也15min;5一5m也管中.吸取上清转移到另新的1.l离,加入等体积异丙醇,泡匀后静置…min;°t4C,15min,弃上清13000rp町离也;7.加入1ml的75%乙醇清洗沉淀;°也8i.4C13000rm5mn,,p,离弃上清,保留沉淀,干燥;9.上述沉淀溶解于适量的DEPC水中至完全溶解;10RNADETA.进行电泳,质检取3il样品加入适量的水中,混匀后于取叫用f于NanoDrop核酸定量仪测定RNA的浓度、纯度W及通过0化6〇/〇〇28〇的比值确定RNA的完整性,取另外的部分跑电泳分析RNA的质量。‘-11.置在70C保存3.22.2RNA.总的纯化使用QIAGENRNeasy?Kit纯化总RNA。1.取总RNAS100惦,溶解于100川RNasefree水中,加;350山BuferRLT,壳分漏匀;2.加250山无水乙醇,用了和头充分海匀;3RNA的总700iRNeas(、8000.将含总l溶液转入套有2ml离屯管),量fy柱子内g,离也30秒,弃滤液:4RN50〇BufRPE0030.向easymini柱子内加nler,^80g,离也洗涂砂,弃滤液;5一JBuffe2.同上步500rRPE,三8000,mh;,加fg再次离也洗燦,弃滤液阳柏'6.将35又1111〇1柱子转入新的1.51111巧口6础01^管中;7.吸取35叫的RNasefiee水,含8000护离也洗脱Imin。一°8-70C.所得滤液进行下步实验或置保存。13 第呈章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果蛹细施后基因的表达变化及巧光定量验证323..转录组测序1.样品提取总RNA后对于真核生物,总RNA加热打开二级结构后用带有,Oligp(dT)的磁珠富集mKNA。向得到的mRNA中加入适量巧断试剂,高温条件下使’其片断化,再W片断后的mRNA为模板,合成cDNA。经过磁珠纯化3、末端修复、末端加碱基A、加测序接头后,进行PC民扩增,从而完成整个文库制备工作。构建好zerA助-的文库用Ag化nt2100Bioa附ly和StepOnePlusRealTimePC艮System进行质ITM2量和产量检测,文库质控合格后使用lluminaHiSe000进行测序:q,程序如下广I,怠RNAk.■巧核坐物l猶用Oigo(dl)審集所巧NAL^f]机RNA巧段化,1>11—S£DNA合成、'、f末觸慘复、拥A、加>谢接头居1扩増V-/iIHu所na溺巧14 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果魄细胞后基因的表达变化及巧光定量验证2.数字基因表达谱标准信息分析流程:原洽毀提VJSf、fdea打巧adsJ^^1与多考唐列对达VJ去I-.’-"■r、广、巧痒译铭塞園表达爱巧计VJVi"I…I%Ti^j4f?|\/N/\r\f广、始3化巧參Reads在参Reads巧參始ads在參Reads巧参考基因密上考基因组上考基因绍上華基窗绝上考基因级上的巧巧好巧M好布巧薪的分巧分拆的巧巧分析的分巧分街\J\:J\J\JVJ ̄J; ̄^^>14V''表脯端獄折貼讓舞巧11畳^(](^3.4.2实时巧光定量PCR验证-PCR巧光定量PCR(qRT利用巧光信号实时监测PC民反应的整个过程,测定)是t)t每个模板达到巧光信号阔值时的循环数(C值。每个样品的C值与该样品的起始拷贝数的对数呈线性关系,通过Ct值可定量基因的起始拷贝数。茨光定量PCR使用的巧光可分为两种;巧光染料和巧光探针。本实验是利用巧光染料SYBRGreen,SYBRGreen可非特异性的惨入DNA双链,通过实时检测焚光信号强度求Ct值,并与表达量恒定的内参基因Ct值做对照,求得目的基因的拷贝数。1.合成cDNA一TM防用之前提取纯化的RNA反转录成cDNA第链,按照Prhnersc咕t「reagentskTRaJa一it(aKa,pan)试剂盒说明书进巧cDNA第条链的合成,反应体系如下:^TMSxPrimersc咕tbuffer2山TMPrimerscr电fRJen^畑eMixI0.5山OligodTrimer0.5ulpRandom6mers0.5山巧 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证TotalRNA500ngRNAa旅free吐O加至lOul°°37C15m85C5;insec。反转录反应条件;2.实时巧光定量PCR利用PremierPrimer5软件(Lalit咕2000)设计费光定量基因的引物和内参18SrRNA的定量引物,引物序列如下31CR引表.实时巧光定量P物序-Table3susl-uantii.1PrimersequenceedforreatimeqtatveRTPCR’1基因名称引物名祿引物序列(5一3)GenenamePrimernamePrimersequenceC-seCa8ytochromeP4506a8Senyp6AGAAGACCGACAAGCAC(:6幻8)柳An-tisenseCyp6a8CCAGTCAGGGGGTAGAAMaorFacilitatorSuperfamilySenseMFS3ACAAGAAGTCCTACACATjTransporter3(MF5J)An-CGTCACAGTCtisenseMFS3CACCATACOdran-ACAAGAAGTCCTACACAotbindinroteinSense饼取乡9。gp99^Ob99a{p)-enseb99aTAAntisOpACCACCGTCACAGTCCG5321SenseCG5321TGGAAGGTGGTGCCAAGAAAn-532AAGGGGAGCGAGGCAGTTAGtisenseCG1NADHdehydrogenaseSenseND4GTTGGAGGAGCTGCTATAsubunit4M)^)(An-tisenseND4GTTTATGTTCTTCTGGGTTANADHdehydrogenaseSenseND3ArCCAAAATCTTCATCTCsubunit3M)5)(An-tisenseND3TTCATGOTATAArCCAArATPsynthaseFOsubunit6SenseATP6ATTTGCTCATTTAGTTCC^TF6i)An-sse娜AAGArCCTGTATTTCCTAtienCytochromeb(Crra)SenseCYTBCGAGGAATTTATTACGGTAnti-senseCYTBGTGGCATTATCAACAGCASenCGGCTACCACA了CTAAGGAAse/紛勝歷TTACCGCGGCTAn-GCTGGAAtisensei妨顏巧光定量PCR反应体系如下:16 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果媽细胞后基因的表泣变化及巧光定量验证?2XSYBRPremixExTa10q叫上游引物〇.4叫下游引物〇.4iljcDNA2nl^^总体系20叫反应条件如下:1cycle:°%C30sec40lcyces:〇95C5sec6030sec上实验均进行3次生物学重复,分别使用独立提取的RNA,反转录成cDNA.C-^a为模板,每次生物学重复均设置S个复孔,所得数据t值用2法分析化ivakandSchmitge化2001)。3.3实验结果33..1数字基因表达谱(升级版)测定的差异表达的基因第二章细胞毒性检测表明,对硫磯在35m浓度下细胞存活率较高亡pp,细胞调少。因此我们选择35pm对硫憐处理的细胞、未处理的正常细胞、溶剂甲醇处理的p细胞分别做窩通量分析并进巧对比分析。传统方法Trizol分别提取H组细胞的总RNA,电泳鉴定其质量和NanoDrop核酸定量仪测定其浓度和纯度。电泳结果显示如图3.1:RNA条带清晰,无污染(A:未处理的正常细胞RNA;B:溶剂甲醇处理的细胞RNA;C;35ppm对硫憐处理的细胞RNAAA?),测定的260/280比值在L82.1么间,说明RNA质量较好,没有受到严重一的污染和降解,可!^进行下步实验。17 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫礙处理果踊细胞后基因的表达变化及巧光定量验证■国图3.11%琼脂糖凝胶电泳检测总艮NAF..1TlRNAsed0打a1%aaoig3he1;ot:a化tgrseelg数字基因表达谱检测结果显示,35ppm对硫憐处理细胞后有534个基因发生表达差异,包括氧化应激基因、解毒基因和免疫相关基因的特异性表达或差异表达。为进一GlGO步明确这些基因与杀虫剂代谢的相关性及生物学意义,我们通过eneontoogy()数据库对差异表达和特异性表达的基因进行生物学功能分类。^一G"一eneOntology(GO)是国际标准化基因功能分类的体系,提供了套动态更新的标准词汇表controlledvocabular生物体中基因和基因产物的属性。(y)来全面描述GO包括H个本体(ontology),分别描述基因的分子功能(molecularflmc化n)、所ce化larcomonent)、lo处的细胞位置(p参与的生物过程化bgicalprocess)。GO功能显,GO著性富集分析是进行参考基因的比较筛选差异表达基因中显著富集的功能条目,并筛选出差异表达基因与哪些生物学功能有显著相关性。首先把所有差异表达基因向GeneOnlltoogy数据库化tfK/Vwww.geneontoogy.orgO的各个化rm映射,计算每个化rm的基因数目,然后应用超几何检验,找出与整个基因组背景相比后差异表达基因中显著富集的GO条目。在生物体内,基于athwa,不同基因相互协调才能行使其生物学功能py的分析有一助于更进步了解基因的生物学功能。KEGG是有关pathway的主要公巧数据库,pathway显著性富集分析WKEGGathwa为单位,应用超几何检验,找出与整个基py因组相比较后差异表达基因中显著性富集的pathway。Qvalu挖0.05的pathway定义为在差异表达基因中显著富集的pathway,通过pathway显著性富集能确定差异表达基因参与的最主要生化代谢途径和信号转导途径。本文从pa比way显著性富集分析(表3.2)和GO功能显著富集分析(表3.3)来分析检测到的差异表达基因的功能:レッ下几个生物。结果显示表达差异基因主要参与18 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蜡细胞后基因的表达变化及焚光定量验证学过程,包括赖氨酸退化通路、能量代谢、异物代谢调节、转运及转录调节、信号转、解毒反应等重要反应发生相关的生物过程导、免疫反应等多个与应激反应。表3.2Pathway显著性富集分析Table3.2PathwaysignificantenrichmentanafysisPathwayQvalue'Parknnsd-isease559022eiso9.09xa-Oidtivephosphorylation1.064395e08M3-t油licathwa1781803eopys?0ed-Cariacmusclecontraction4.10475le02-Insecthormonebiosynthesis5.415278e胆'750877-Alzheimersdisease.le02'-Huntnonsease.1e02igtdis750877Mineral化sorption2.1282巧护01me-G^yoxylateanddicarboxylatetaboBsm3.692182e刖ac3692-Biosnthesisofunsaturatedfattyids.l82e01ybe-?taAnemetabos3乂92182eilainlim0Proanoae-tmetabosm32182epli.69刖1■刖Sphingol^过metabolism3.6犯82ePenowa-sesaa92182e0thoteth3.61pphpyProx12 ̄imaltubulebicarbonateeclamation3.692801re-GABAericsynapse3101g.69282e-\^.6101linelucinedisoleuinradati39282e,eancedegonFrum-ctoseandmannose92182e01metabolis3.6Faacmeo-ttidt油lsm3.692182e01yi19 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果蛹细胞后基因的表达变化巧焚光定量验证Cac-leTCAcc3.692182e01itrtecyle(y)-Lysinedegradation3692182e01,-Phagosome3.692182e01olhoshate ̄虹ositmetabolism3.692182e01pp-Gapunction3.692182e01j-Wamindigestionandabsorption3.692182e013692182e-1-metaboabhaLinolenicacidlism.0GG-fycofysis/luconeogenesis3.692182e01A-n-minoacyltRNAbiosythesis3.692182e01-HepatkfeC3.692182e01-Pruvatemetabosm3.692182e01yliDrum-m啟-etabolismer谢z3.692I82e01gothy-PPARsnalaa369212e1igingthwy?80pon-Complementandcoagulaticascades3.692182e01Pncer3-rostate.692181ca2e0a-PthogenicEscherichiacoliinfection3.692182e01-Fatdigestionandabsorption3.692182e01abo-Metlismofxenobioticsbycytochrome3乂92182e01P450--DrutichomeP450.72401geabolsmctor3426emyGluaoneosm3-tthimetab.844974e1li0rox-Peisome4402352e01.-4-\^oressinreulatedwaterreabsortion.879561e01pgp-B.1iles说retio打487956e0120 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果蛹细胞后基因的表达变化玻焚光定量验证Lsosome5721999e-1y.0Pr6-athwa.711e01ysincance%9N-recrneracn78027e-0euroactiveligand巧toittio.161表3.3GO功能鹿著富集分祈Tab3Genensnicanenrensle3.OtologyigfitichmtanafyisGeneOntologytermGenomefrequencyofuseox-rerocess9ouof7293enes1idationductionp11tg.6%,-68osingleorganismmetaboKcrocess9utof7293genes13.3%p,generationofrecursormetabolitesandenergy128outof7293gen啟,1.8%pelectrontransortchain64outof7293genes,0.9%ptransitionmetaliontransport19outof72%ge打es,0.3%cellularlipidmetabolicprocessB9outof72%genes,1.9%)eaboiroems178ou72%enes時idmtlcptofg,2.4%cellularresiration102outof7293genes,1.4%p畑erderivaoxao打ofranic1f72931.5lgytionby过tiog11outogenes,%metabo4172%.6%fattacidlicroemsoutofgen货0y,pcarboxylicacidmetabolicprocess251outof7293genes,3.4%organicacidmetabolicproc衍s258outof7293genes,3.5%oxoaceaborcess258f7293.5idmtlicpooutogenes3%,mo打ocarboxlicacidetabolicroc的s63outof7293genes0.9%ymp,smallmoteculem幻abolicprocess704outof7293enes9.7%g,carbohdratemetabolicroc说s178outof7293genes2.4%yp,monosaccharidem约abolicproc的s83outof7293genes,1.1%21 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蛹细胞后基因的表达变化及焚光定量验姐responsetochemicalstimulus325outof7293genes,4.5%response化放ternalstimulus228outof7293genes,3?1%defenseesonse111ou7293ene.5rptofgs1%,organicsubstancecatabolicrocess383outof7293genes,5.3%psn-rmcarbohraemec1ou7293enes6igleoganisydttaboli18tofg1.%,catabolicprocess430outof7293genes,5.9%metalionrasr50uof7293s.tnpot1otgene21%,chemotaxne.is1巧outf72%22%oges,taxis165outof7293genes,2.3%nervoussystemdevelopment491outof7293genes,6.7%celicrss332ou7293enes4llularcatabopocetofg.6%,organophosphatemetabolicprocess351outof7293genes,4.8%ureosetr^hosaem1.7inenuclidphtetabolic97outof72巧gen的%p,2urineronucliderhoshametabolic7ouf7293enes.7ibeostte19tog2%p^p,rnuceoc的s198ou29327ibolsidetr争hosphatemetabolicprotof7genes,.%a-conanncomenes7stet.4phophiigoundmetabolic542outof7293g%p,nucleoside杜hoshatemetabolicroc放s200outof7293enes2.7%电ppg,neuronroectiondeveloment200outof7293enes2.7%pjpg,neuronprojectionmorphogenesis200outof7293g^es,2.7%neuroenes370ou293n51gistof7gees.%,hohrusetaboi.solcroc议s558outof72%ene77%ppmgsp,cearmores1129329llpthogenis2outof7genes.%p,celroecnmorss211enes2.9lptiohogeneioutof7293,%jpg〇cationtransort213outof72%enes2.9/&pg,22 第吉章数字基因表达谱(升级版)检测对硫鱗处理果蜗细胞后基因的表达变化及焚光定量验证cellularmet沁olicproc閒S2797outof7293genes,38.4%cellroectionoranization235outpof7293enes3.2%jgg,cmorhoenesis242outof7293enes3.3%础pgg,neuronevelomen2623.6%dptoutof7293enesg,establishmentoflocalization14於outof7293enes,20.0%gocomoton.li273outof72巧e打es37%g,cellularcomponentmorphogenesis280outof7293enes,3.8%gmeolicroc的s4313enes59.tabp0outof729g,1%nucleosidephosphatemetabolicproems292outof7293genes,4.0%0础development495outof72巧genes,6.8%resonseressu.p化st499otof7293enes8g,6%microtubule-basedroc的s300touof72%enes4.1%pg,iontransport303outof7293genes,4.2%neurondifferentiation3"outof72巧genes,4.3%nuceobase-conannsmamocue311ouofltiiglllelt7293genes,4.3%cytoskeletonorganization344outof72%enes4.7%g,localization1640outof7293genes22.5%,generationofneurons351outof7293genes,4.8%resonseil1.p化stmuus173outof7293enes237%g,celldifferentiation634outof7293enes8.7%g,s-linleoranismdevelomentarocess1149outof7293enes15.8%ggppg,cellulardevelopmentalproc的s688outof7293genes,9.4%relationo化ioloicaiualif7293.gugty4巧outoe打es63%qg,organ。恤ogencompoundmetabolicproc的s460outof7293genes,6.3%23 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果蜡细胞后基因的表达变化及蒙光定量验班mornes22ou29n乂9%anatomicalstructurephogeis7tof73gees,celuarrocess49outof7293en5.3%llp巧g的,6sstemdevetoent9巧outof7293enes13.4%ypm,ganatomicalstructuredevelopment1262outof7293genes,17.3%developmentalrocess1519outof7293enes,20.8%pgmuceuarornldloment1285outof7293enes17ltilllgaismaevepg.6%,transport1巧8outof7293genes,17.7%primarymetabolicprocess3158outof72%genes,43.3%lranza209u7293ene16celularcomponentogitk)n1otofgs,.6%cellularcomponentorganizationorbiogenesis1259outof7293genes,17.3%cellularproteinmetabolicproems1011outof72%genes,13.9%cellular打如ogencompoundmetabolicprocess1305outof7293genes,17.9%proteinmetabolicprocess1609outof72%genes,22.1%e-oann7singlrgismtrasport82outof7293enes10.7%g,organicsubstancemetabolicprocess3520outof7293genes,48.3%sne-mueuarrss118ouf729322igllticlllorgankmoce6togenes.2%p,oranelleorganization839outof7293enes5%gg,organicsubstancebiosyntheticproc的s874outof7293gen的,12.0%llnthetic29121ceularbiosrocess883outof73enes.%ypg,nuc-conancoetaboc2outoenes1leobasetiingmpoundmli120f7293g,6.5%biosyntheticprocess917outof7293genes,12.6%celarariomndmetaboKcrs40outof7293ene17lluomatccpoupoces12gs.0%,muticellularranismalroc的s00outof72ene24.7%logp18%gs,nitrogencompoundmetabolicproems1533outof7293genes,21.0%24 第三章数字基因表达谱(升级版)检测对硫磯处理果蛹细胞后基因的表达变化及焚光定量验证heteroltab1253ou72931.2%cycelicroc货Stofenes7meopg,org舶iccycliccomoundmetabolicproc放s1280outof7293enes,17.6%pgbiologicalregulation1968outof巧巧genes,27.0%reuaionoocaroces177outof7293enes235gltofbilgilps1g.%,se-oranceularrocess2865ou7293ene393inglgismllptofgs.%,ceiularmacromolecutemetabolic1807outene24.8%lproc放sof7293gs,-singleorganismroc放s3616outof7293enes49.6%pg,macromoecueeaborss2759outof7293ene.8llmtlicpocegs,37%正常未处理细胞(A)、溶剂甲醇处理细胞(B)W及对硫磯处理细施(C)H组细胞两两比对,分析其GeneOntology功能分类(图3.2)和KEGGPathway显著性富集分析(图3.3)25 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证一F献如》:"f巧。■■喊知£心^,崎*'?*?气献W。mmmmmmmmmMmmmmmm,吃心。气化,,化、-—’lllllIll,I园llllW,Ill向wI'化mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm崎气I々*巧听端赁。《■——咖a*—幽gi^rti■〇?a)—i"w誦■isiI?'啼…化嘶I抓心、气、、心C气.呵邮?**^而?*柳巧的'*、知S化伯mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmummmmrnmnaam;气‘如?"■‘—气化"..做…?.^斯IIINIII"墜山圓於巧换_巧*、拉押咕?气…—誦■_h沿心r的I睡—―_i>又C*^-^W斯JIIII麗■■■■■麵■麵11■■圓画"II心‘"'知?,.*'?'.’心。?",—*Ill""IIllI"lllIllIMI’M■I,"—I—星巧。:IlI■,。?"’IW咐,如?,?々A"■-’—*"I*'?妨1'部‘心?。■…。?气啼兰三三兰三糾"心心________'"'做'■I气二1■=|lil1I■-|?lImlil..ll■lll■ll■l■誦—圃幽酬I圏圓画—,6的*、??.化的f。鸟可—t、邱,‘呵?'*々如?."…■mill画I""11I削■■"llll圓-国诵闘化/,气"?,A。――…画…■■III??’的.’脚,々-'心啤》*.*'沁"b?咐?’’。呵…?:'"?’*.3>*1IW"。,的,26 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证*,‘,'r*斬杯.‘相*柳*?,",。化—&—?巧一|画?圓—I西■麵。'????。产________蛛mmmmmmmammmBmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm々W…气::媒'締。—一-一'卿。《。…r崎&*輯—圓圖—>毒*?心*f耐灰、I*>刪船','斬吟'W'關11圓1剛11—I圓匯■—immmmmmmmm娜‘.城叫,奴iwpwiiiiwiiiwawiiiiissisiWPiBaiiiiWKiisgss々培纷^命iiipiisiwwOiiWiwwiWWMPaw心沾,/>气,输的——-——'嚇,所^',J—'",j换,气細、树咐'、.*心?————气.?心?产‘:'化气"。,气'二、、’??,、?mm.IIiiIii■?■iiii麵iiIIniiiiiiiiIImil,?l、?柳?'吗,,化*耐气‘'物;,"|,",圓I,",■—iIMMMMMMMMMHHMMMMMMMMMMUMMnNMMMMMMHM?"扣?化、、■々。如?cI*”?化?I'材…V,"??觀?i》■响如‘,,。瞧麵圓圓麵麵麵麵誦麵麵睡?巧'切"V.*带圍^‘?r-C?'^'?w占*响。'?K沁■r冷■一-、'I-■—■.----—-",'?的?'F、化mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm,巧。作I々-心普WS。'*、*.Afe化?a?^8'-W?庐矣泌."v,*心?jOV?輪‘>?mmmmmmmmmmmmmmmh'?批.?皆'恥电於■■mill1"川"il■l■l^li^i■l酬IilIIiini"mmmil&气‘。-t:r*'_W.Bj—_—.>,§',Sgr#HTfc 第s章数字基因表达谱(升缀版)检测对硫離处理果觸细胞后基因的表达变化及焚光定量验证.户《?"Wmc!*;々jp心'-r‘,柄2f■MMMHMMHH■■■■■HMHIIHIH■!■?■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■It气。州巧,WI""知私,々I心^immmmmmmmmm^mmmmmmmmkwmmmmmmmm心A??*化?《"A响,巧换成*?々wmmmmmmmmmmwmmmmmmmmm'^^^.1?价^^*-'々*?*---^?*<T/■■■■■■■■■■■■■I■■■■■■■■■■■■■■1■■■■■■■■■■I。immmmmmmmmi^wmmmmmmmmmmmmmmmmm?f气、wm^^^^^mmmmmm心**w*,i,,…巧MMHMM吟气'*■■■■■■■■MHBHMBwmm^mmmmmwmmmmmm^mmmmm-h,w,,古。‘f?k、'如?■々扣■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■i^ ̄"I气,>化化.''‘作嘴w"A—■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■I化听mmmmm^mmmmmmmtm___.---^子'%"?N、"知?"I??f图3.2GeneOntology功能分类28 第s章數字基因表达谱(升鑛版)检测对硫離处理果蜗细施后基因的表达变化及费光定量验证Fig.3.2GeneOntologyfunctionalclassification(WEGO)ofDEGsTo20StatisticsofPathwaEnrichmentforpyA-VS-B…?i巧udneandiso!毎fjdn培d巧召Tte扭-?窃xopsn记设 ̄?沒m筑Hc-旁!;h;ngcancer区…iteso巧好 ̄PC6'fO始為輪0谢1.■:—anoa?戸!in泛t这.ro?巧一Genemimbe—r' ̄姑PPARs?ignaHnghwa?4py0-ome-Psrc5?参?<b腑 ̄?參20Pa1thwaysIncancerbuMne-?—iralabsostion著p一M-?taboHsrnsenob;古i1;:tchP冻然)e;cscyerem垃va量^lueQ芭-Ixjgicthwa品pays?H0020-L?egionelosis.〇口巧'■o—?说ohosph!細d。斜aboism-yc汾p〇〇|〇n-m-?Gutathneta&ilioeiofs^^0.005-addf?frialabolisn.'己ndo巧份度 ̄*^.*.ms村oe泣me一Dfhsm-?ugliohfP4汾.吟-C冉■Uadh窃sionrr啄巧爸CAMs()B??i!曲瓦好tiofj一、贸act?f;-rfiaiw过括onoepih痴。巧.!备.0.15Q.20〇J?50.30円把hFactorTo20SatisicsfPErichfpttoathwaynmentorA-VS-Ca ̄euc?VaHn巧in径巧n男〇按un公冷aradJion>ldi!dd…了苗xop?!过京巧论?onscuarano—S?ner过c1vesfslAREitsi?ilIjsptcance-*SmaWc如!!tmafProteinfoc毎ssinin?ndo!asmicr巧tjculur:?pgp?Gb。陪-enenumer;苗asome?_I?O。S‘-P?fostystecancer?100■'-公??p!a;to<筑9n^9lAfooj运rsp1rna’—?PR4Rsldfnalh泌巧yg结p?200Phago忘。rm-?赛?g即p运ox-?含fiss巧巧Qvalue苗.一.-as凸輪tn巧sn備换《一?ry。*oyab.Min?r<ssrptron003一ofX投nob'Mwlaboh毎mioticsbctochfom毎P4Si〇0yy.02eabca-MiaHjtolptfiwrys^|j^9〇^ko-i&?Qi松斯沁n咨m备U波im8H—?faltftyc拍me巧boOstia6n始c-?ussby ̄l一污?Dnj言这bolsr打cytochP450gromm@’-培-C奋1K3Rm〇.Ha知公&{钱泣C备M巧《忍一?这泣criSa泣I知o民沒f泣h苗巧{esrfteD!io.SG025>.k;o.3r>o.Rk:hFac怡r29 第H章数字基因表迭谱(升级版)检测对硫離处理果蜗细胞后基因的表达变化及英光定量验证To20StaisticsofPathwa巨nrichmenHorptyB-VS-Ce一*j似h條,!谷udneand巧oiicm会de护汹沿oi—'….码能ingoH护dmet込bofi汾n.拘试nw.irs為Ifibi。树carboat巧f於材们ab々。苗.:<stu;过:采P—扛';t拉巧泣boism片:r>pano浊的若,心心.>始fehohate化a-nssepsppawy.s-Parkisin姑i浊s?舶参O-xid加诚te:带tior卿!onp參-0.3诚[巧巧!abswptiGsivMelitabocathwaspy0y.2-Lyst?inedegradaion皆?圍|〇, ̄ih:tsi?l\?edomonebtosyr!h?s5'量巧COCLu-?HrstingtorisdiseaseGenenumber——G;oxiaE6ande月rboxveeioyydi!加mabi谢3>5-径A8禹货.crv35S3靖巧|參10^^一and1;mannose所如始>如!5^;韦:巧:>.:—朽识a?yckJm百拉1汾i绍TJ'C化—?ate鮮诚(TCAG灿巧Cam—?rdiu扣洽C幻nirac切nact-te-A論l那felm,博nbo,,V:^A垃h:括m留f&dis?為'■.:0-.01Q.020.030.040.050.06只ichFactor图3.3KEGGPathway显著性富集分析Fi.3.3KEGGathwaenrichmentanalsisofDEGsgpyy332..实时黄光定量验证通过高通量表达谱测定对硫憐处理与对照组及溶剂甲醇处理后基因的变化,筛选-与解毒相关的基因。将表达量有显著差异的基因进行qRTPC民验证。从显著表达上-调的基因中选出4个表达上调2倍W上的基因CytochromeP4506a8(C口5),Maory如jFac-ilitatorSuer拉mTransorter3M/巧j),Odorantinro化in99aP9a,pilyp(bdingp(饼少)CG5327和4个表达下调2倍W上的基因NADHdehydrogenasesubunit4(M>/),NADHdehydrogenasesubunit3(A似3),ATP巧nthaseFOsubunit6C47P6),Cytochromeb(CTT風RT-PCR-做q,验证表达谱数据的可靠性,结果表明qRTPC民验证结果与基因表达谱一结果致(图3.4)。30 第三章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证141■对照**12-T处理I?1G咖1〇.划资。*SK衣S6iI巧>:為4*含T*210■■C6a8Ob99aCG5321MFS3yppa()6■对照1-万5j处理兰咖§4-I::W;ND4ND3ATP6CYTB(b)图3-NA.4实时英光定量(qRTPCR)验证mR水平基因差异表达实时焚光定量验证在巧ppm对硫5舜处理下差异表达的8个基因句取6加,0邸9如,CG次?货,7VD4MM^7戶6和CyP及基因的表达量。±,,变化图中数据为平均值标准误;星号表示处理姐与***对照组相比有愚著差异(Turk检验<0<0.01ISS,尸.05尸)选取rRNA为,巧;;内参标准基因用计算相对表达量。下图同。*F-i.3.4RTPC民anasisdiffereniliraioofselectedtaresene民NAlgqtytaexpiessontgtgsformevelTheiCG1^changesofexpressonofeneOb99a^532^MFS3^ND4ND6^ATP6dxxdCYPBgpweresedb民ea-化tltimefluorescentuantitativeunder35marathionDatain化efureareyqppp.ig*meaniSE.Theasteriskindicatessignificantdifferenceexitsbetweencontrolandprocessing(P<0.05;31 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫踐处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量較证—Ct’**尸<么Ame0.01Turkestest.Therelativeexressionleveloffourenesisdeterminedb2thod,y)pgyand18SrRNAisselectedasthehousekeeinene.Thefollowthesame.pgg3.3.3实时巧光定量测定对硫權胁迫下基因表达水平和细胞毒性由于基因表达谱分析CW如S基因的表达有极显著差异,根据己经报道的〇货6姑-PC民基因序列设计引物,qRT分析不同剂量对硫磯处理细胞中基因的表达水平(图3.5),结果表明,不同剂量对硫麟处理细胞中基因的表达水平有明显一CCK-835m对硫稱作用下差异,其变化趋势与的检测结果致,说明在pp基因在细胞应激中发挥作用最强。121本本10-13IM*■对照8-*麵处理製!II如**T*I6510152535455565758595对硫麟浓度梯度(m)ppParathionconcentratio打radienttn(gpp)图3.5不同浓度对硫F奔处理细胞后C>护姑S的表达量*图中数据为平均值+标准误:图注星号表示处理组与对照沮相比有显著差异(Turk巧氏检验,:户<005**PO.OlSrRNA.:)选取IS为内参标准基因用计算相对表达量。;;,F.3.5了exressonof7?6〇巧stresseafedifferenconcerraionsoarathionighepi(井dtrtUtfpDatain化efigurearemeaniSE.Theasteriskindicatessignificantdifferencebetweencontroland***'<0<0^^rocessn:P.05:P,01Thereaiveexressonsoffourenesareeermned218Sig(;.ltpidtib.p)gyrRNAisselectedasthehousekeeinene.pgg3.4讨论一一在果蛹中些基因形成套自动调整解毒和代谢的途径,包括P450基因、GST,32 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫稱处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证W基因、UGT基因和瞎膜转运蛋白基因的表达变化。本研究通过基因表达谱分析,发现P450、GST、OBP、MFS、NADP(H)、ATP合成酶等基因在对硫磯胁迫后表达水平发生了明思变化。一P4一细胞色素P450是位于光面内质网膜上的类氧化酶系。50介导的相关抗性2一P"1般情况下是表现为某种或几种450基因的超量表达。Petersen等但001)研究报道<5如、对杀虫剂代谢活性有,异源表达的基因CZP做7、CKP直接影响。抗性昆虫的P450参与代谢降解杀虫药剂,使某无法作用相应的鞭标,具有解毒的作用。P450酶的活性可通过翻译水平、基因水平和转录水平等方面使其表达量增加,翻译水平表现为mRNA或者蛋白稳定性的増加;基因水平表现为结构基因的扩增,转录水平则主要是转录效率的增加。研巧表明家蛹LPR的抗性品系中,的表达量是敏感品系的8倍;敏感品系家蛹中基因只占总P450基因的7%,但是在拟除虫菊醋抗性品系的家蜗中,C巧冶D/的含量是总P450含量的w一67%。某类杀虫剂可能只对应种P450,而且P450的鞭标可能是杀虫药剂的特定部位。如果抗性的产,故换用与特定结构有不同作用效果的药剂可W有效地毒死害虫一4生是某种P450作用的结果,可W选择对该P50特异性抑制剂来有效地消除抗性。20世巧50年代就己经证明,物质进入细胞后不仅仅只是简单的扩散,还要经过特定的转运机制。转运蛋白可分为初级主动转运蛋白和次级转运蛋白。初级主动转运蛋白的典型代表主要是ATP结合盒超家族(ATPbindingcassette,ABC),它利用光子吸收、电子流、甲基转移或者底物脱搂化等反应所释放的能量来实、ATP水解现转运的过程;次级转运蛋白的典型代表主要是协助转运蛋白超家族(major危cilita化rsuper位mily,MFS),它是利用物质在膜内夕h的浓度不同造成电化学渗透的1W势能来转运底物的过程。ABC和MFS两大转运蛋白超家族无论在低等生物还是高等生物中均广泛存在。MFS超家族在最初的发现中被认为只有在糖吸收的过程中起作用,而在随后的研究中发现,在药物的外排系统、有机憐的憐酸交换系统W及+N一磯酸的a转运系统中这蛋白家族也起着作用。MFS超家族成员的数量在不断的,I扩大,在自然界中所发挥的功能作用也是各不相同,目前为止超过万多个成员己测序。MfS超家族根据蛋白质功能的不同W及在转运蛋白分类数据库中序列同源67il),程度分为个家族,其中糖转运蛋白家族(sugarpo化r拉my是最大的家族含"--87白1dru江anticnlerl拉mil)有个蛋白成员;药物化反向转运蛋家族(gpy是第W一—:,二大家族,包括47个成员。MFS般负责的转运有单转运如溶质阳离子+++(Ha,H,或N);同向转运如溶质或溶质;溶质的反向转运溶质反向转运的底物包括有机阴离子、无机阴离子、多元醇、神经递质、药物分子、核昔酸、氨基酸、WKrebs循环代谢物、肤链、单糖等。转运过程是依靠转运蛋白的构象变化来结合物质完成物质进入细胞的过程:口控运输(gated。这个过程大体可分为两个理论33 第H章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果隅细胞后基因的表达变化义巧光定量验证LW-hore,p)理论和摇杆开关(rockerswitc)理论而这两个理论综合交替进行才能更好的将物质协同运输进细胞。MFS转运蛋白是多狀跨膜转运蛋白,也负,运输物质包括碳水化合物和氨基酸W责有机阴离子谷氨酸二甲,MFS、邻苯酸、憐酸等的转运的表达有些还调节抗生。MFS转运蛋白参与转运磯酸,32P化22)在细胞中是必素表达而磯酸(册化,H2需的,参与合成DNA和膜脂,生成高能磯醋,胞内信号转导等MFS转运蛋白对一系列的反应都需要MF体内磯酸盐平衡起关键作用这S蛋白的参与。本研究用对硫磯处理细胞后,从上代谢与转运基因都发生了显著变化,这些基因参与的生理生化反应、应激反应可能与解毒相关。+NADP在细胞内的功能主要是进行电子转移,而NAD/NADH是细胞能量代谢一过程中非常重要的辅酶,。生物通过系列的体内代谢来减少氧化型化合物并维持相应的氧化还原体系,在氧化防御系统中NADP发挥着非常重要的作用,它可W解毒细胞的电子供体。NADP氧化酶(NOX)可W引起线粒体内NAD(P)/NAD(P)HW及,在外源性化学物质磯酸肌酸水平的氧化损伤、药物、防腐剂、毒素等毒害物质的作用下会降低,从而导致细胞的生长和分化受到抑制,诱导自由基产生及细胞调肝脏通过单氧化酶系统(CYPs)可W缓解外源性化学物质、药物、防腐剂、毒素等有害物质引起的对细胞组织的伤害,通过反应沒基化这些有害物质,使其变成亲水性一K"NADPHCYP的化合物,进步促进毒物的裂解并排除。依赖性的s还原酶可使-CYPs循环再生,使其反应成为还原态的CPRs,电子通过NADPH转移到FADFMN电子传递链,再转移到CYPs。Iyanagi(2005)敲除小鼠体内编码CPR的基因,会导致胚胎死亡,CPR还通过转移电子来参与降解血红素分子中的胆红素。细施内的NADP2+CaS-水平,同时还cl2不仅与、民O水平及线粒体膜电位等有关参与b调亡抑制基因-3-C的上调和p53抑癌基因的下调表法,caspase的抑制和caspase8的激活,阻止ytC6一K3的释放进入胞质,阻断些特定药物引起的调亡损伤等。一杀虫剂抗性昆虫会高表达系列的解毒基因,表明抗药性与解毒基因表达之间具有相关性,W提供对DDT的抗性,而的过表达导。例如知的过表达足57-5811致对鲁芬奴隆(Lufenuron)的抗性。代谢酶由许多酶超家族狙成,包括谷脱昔肤-S-CL转移酶)、环P(GST)、谷氨酸半脱氨酸连接酶(G氧化物水解酶巧H)、UD葡萄-糖醒酸转移酶:Ol)、DDT(UGT)、横基转移靡(SULT)、NADP(H)廳还原酶l(NQKW脱氯他氨酶等,催化活性的解毒代谢产物转换或共视成更亲水和稳定的产物。CGWZ?基因表达可调控肉碱合成、参与赖氨酸通路、新陈代谢、氨基酸代谢等生物KW反应,并参与调节免疫应答。NADH类参与代谢途径,泛酿氧化还原,线粒体反应体系等,与ATP合成酶均参与氧化磯酸化反应,与细胞能量代谢密切相关。RNA-Se本研究采用q新技术,从对硫憐应激果蛹细胞中检测出534个基因的表34 第=章数字基因表达谱(升级版)检测对硫憐处理果蛹细胞后基因的表达变化及巧光定量验证-PC艮验证达水平发生了变化。选择其中部分基因进斤了qRT,发现基因表达水平、一些基因的应激表达药剂用量和细胞毒性之间存在明确的对应关系。初步确定,及其在应激反应中的表达量,,推测其与解毒、抗性相关为深入研巧有机磯类杀虫剂的作用机理和抗性新鞭标的筛选奠定了研巧基础。但这些差异表达基因的解毒作用机理W一及与抗药性的关系尚需进步研巧。35 第四章谷脫甘肤-S-转移酶防(09久1)基因的过表达与对硫磯抗性的关系、气味结合蛋白邸第四貴谷脱甘肤去转移庚E6(说TE6)、气味结合蛋白(佛pWfl)基因的过表达与对硫路抗性的关系研究杀虫剂的抗性机制发现一些抗性基因的高水平表,很多杀虫剂抗性品系均因达而导致抗性,如赤拟谷盗(r础〇?泌wewfi)马拉硫稱抗性品系泼酸酷的活性比K"敏感品系高44倍;在家觸二嗦农抗性品系中基因的表达水平提高10到B2312T3-2DDT5倍;成成员中agGST在抗性品系的冈比亚按蚊中的表达水平提高W3倍。本实验室课题姐前期检测到在漠氯菊醋胁迫下,果蜡细胞中蛋白酶体阵亚基的表达水平明显提离,初步验证其与抗性相关泛素核糖体離合基因UBL40在漠K53氛菊廳抗性小菜蛾中的表达水平也明显提高。一取通过上章数字基因表达谱的筛选分析,我们检测到G沉5和0如9始两个基因在对硫磯胁迫下的果蜡细胞中表达水平明显增强RT-PC民验证的。在高通量分析及q一基础上,本章进步通过细胞转染技术检测和0嗦9如过表达情况下细胞对对硫磯耐药性水平的影响。4.1实验材料4.11.供试果魄同第二章。4.1.2主要试剂TMTaq聚合酶、Marker、Primerscript民Trea拱抽kit和TOP10感受态细胞(Takara?)回收试剂盒和质粒抽提试剂念IB/V5-HsTOPTA公司;凝胶(Axygen公司);piOE巧)resskmK江(Invi仕oen义tremeGENE册DNATrans拓ctionReaent(Rocheg公司);gK-D)公司);CC8试剂盒(indo公司硫憐购自上海农药研究化引物由上海生;对qj工生物工程技术服务有限公司代为合成,其它试剂均为国产分析纯。4.1.3主要仪器高压蒸汽灭菌锅Hve-50日本Hraama50C((iy公司),细胞培养箱41新西兰-Con-therm公司),超净工作台AC24S1(新加坡垃CO公司)盈微镜T1S(日,倒置本Nikon公司),离也机(曲pendorf公司)。细胞培养皿、96孔板(美国Corning公o-Rad公司司),移液器(美国Bi)。36 --第四章谷腕甘肤S转移酶臥(OWa)基因的过表达与对硫磯抗性的关系、气味结合蛋白如4.2实验方法4.2.1总RNA的提取、纯化和反转录方法步骤同第H章4.2.2果頓细胞表达载体的构建1.引物的设计根据NCBI数据库中果蛹的基因序列,利用PrimerPrimer5软件设计G5TE6和饼妙I斯的基因编巧区全序列引物,在起始密码子ATG前加Kozak序列(GAGATGG),来提高转录和翻译效率(Kozak,1986),并在GAGATGG后面加上额外的碱基AA,W避免移码突变,且去除下游引物的终止密码子TAA,利于载体上标签蛋白表达。G5TE6基因的引物设计:I'上游引物5-GAGATGGAAATGGTGAAATTGACTTTATACGG-3:'-下游引物-TGCTTCGAATGTGAAATTGG3:y饼基因的引物设计ii-上游引物5-3:GAGATGGAAATGAAGCiTTTTCGTTGCC11--3下游弓:5GGCCTTCGGGGCCAGGCTCTTCI物2.扩増GS7E6和0咕9如的基因全长cDNA一提取果蛹细胞总RNA,cDNA,并反转录成第链W反转录的为模板进行PCR,加样如下:H2015.875^1lOxPC民Buffer2.5ilf25mMM护10uM上游引物1片110uM下游引物1叫2.5uMdNTP2片1cDNA模板1叫rTaq酶0.125il[总体系50叫反应程序如下:1cycle:%〇C3mni30cc:yles巧 --转移酶E69a)基第四章谷腕甘肤S、气味结合蛋白(饼砂因的过表达与对硫稱抗性的关系°%C30sec°°-hGSTE6.57C1minO9a:65C1min;p9°72C1min1cycle:°72C10min3.PCR产物纯化PC民产物经2%琼脂糖凝胶跑电泳(80V,45min),通过琼脂糖凝胶回收试剂盒(Axygpn公司)切胶回收。具体步骤如下:①紫外灯下用灭菌后的小刀切下有目的片段的胶条,将胶条放入己称重的离也管计算凝胶体积;°3 ̄A②向离也管中加入倍凝胶体积的BufferDE75,海匀后于C加热,直至凝胶完全顯化;-05DE-ADE⑤溶解后向离也管中加.倍Bu能r体巧的Bu瓶rB混匀,如果分离的片段不足400bp,再加1倍凝胶体积的异丙醇;32m12④吸取步骤中的混合液到DNA制备管(置于l的离也管)中,000g离、1m,屯in弃滤液;⑤制备管重新放回2ml离也管,加50〇nlBu做rW1,12000g离也30S,弃滤液;、⑧再将制备管放回2ml离也管,加70(HiIBu饭rW2,12000g离屯30S,弃滤液;一00Bu^2⑦重复上步,xlffer\洗緣1;12000离也Imin;再用7f次g⑧将制备管放回2ml离也管中,12000离也1min;g15-,2530⑨将制备管放在新的.ml离也管中向制各管底部中央加11去离子水^uen、或Elt,室温静置1min,12000g离屯1min进行洗脱,所得溶液即为纯化的DNA。所有步驟均使用台式离也机。将上述纯化回收后的产物琼脂糖凝胶跑电泳,检验条带的正确性。-H4.PCR产物与pIB/V5ls表法载体的连接-sTEx防泌将GSTEG和饼取9始的PC民纯化产物与P旧/V5HiOPOTApionKit-(InvitrogeAUSA)试剂盒内的pIB/V5his表达载体进巧连按体系如下;PC民纯化产物3.4il[SaltSolutionlil\?TOPOvector0.6lp总体系5叫38 -s-转移酶臥幻)基第四章谷脫甘肤、气味结合蛋白(o如w因的过表达与对硫磯抗性的关系°一 ̄,2223C)静置30min后放于冰上轻摇混匀反应液室温(,进巧下步操作°一或-20C过夜,等待下步操作。5.转化TOP10感受态细胞°-C冰箱取感受态细胞Om①从80上in,置于冰,融化复苏l;②将211连接液加入到100,轻轻泥匀后迅速放回冰上;^叫感受态细胞中一⑨冰浴40min,期间轻摇次,防止菌体沉淀;°④42C热激90sec后快速将离也管转放入冰浴中2min,勿摇动离也管;°⑤离也管中加入300叫SOC液体培养基(不含Amp),37C静置30min,摇床°G7C,200rpm)轻摇30min;⑥预热涂平板,在平板上均匀涂布100叫的菌液;。直至菌液被吸收⑦将涂好的平板置于巧C培养箱中30mh;,°?⑨30min后,37C培养箱中将平板倒置培养化18小时;+⑨在菌落中挑选8个长的较好的菌落接种于5mlSOC(Amp)液体培养基,摇床°G7C、250rpm)震荡培养。6.阳性克隆分析菌液为模板,通过载体特弄性引物进行PCR,鉴定方向正确的阳性克隆。载体特异性引物opirn的序列如下:’,OIE2上游引物5--3p:CGCAACGATGGTAAACAC’,--OpIE2下游引物:5GACAATACAAACTAAGATTTAGTCAG3菌液反应体系酷制如下:ddHaO15.75lOXbufier2.5^1M(25mM)1gCh.却1dNTP(2mM)2^1菌液叫上游引物叫下游引物1叫TaqDNAPolymerase0.25|nlPC民PC民将溶液混合均匀,反应,产物经琼脂糖凝胶跑电泳进行,检测条带是一一一否单。单条带的菌液送公司测序。测序正确的菌液进行下步抽提质粒。42.3.转染细胞1.质粒抽提--利用Axygenminireare质粒抽提试剂盒进行质粒抽提IB/V5Hispp,p为对照。步39 -第四章谷脫甘肤S-转移酶悦、气味结合蛋白基因的过表达与对硫磯抗性的关系骤如下:4m12①将培养过夜的菌液取l,000g离也1mh,弃上清;③离也管中加25〇HlBuflferS1,悬浮细菌沉淀,混匀,不留小的菌块;⑤再加250ilBufferS2,轻轻地上下翻转,使菌体充分裂解,直至形成透明的溶f5m液,此步不宜超过in;④再加入350叫BuferS3,温和地上下翻转10次左右,12000离也10min;g一(2m)12⑤吸取上步中离也的上清转移到制备管置于l离也管,000离也1min,g弃滤液;⑨制备管放回离也管,加500叫BufferW1,口000g离也1min,弃滤液;⑦制备管放回离也管,加700叫Bu报rW2,12000g离也1min,弃滤液;同样的700BuW2一方法,再用叫ffer洗潔次,弃滤液;2、、mm,12n⑨制备管放回l离屯管中000g离屯1i; ̄⑨将制备管置于新的1.5ml离也管中,在制备管底部中央加608〇nlEluent,室1min,12000离也Imin温静置g;⑩琼脂糖凝胶电泳,鉴定质粒DNA的纯度。2.GSTE6和0如Wa转染细胞X-按照tremeGENEHPDNATransfectionReagent操作说明书进行实验,将长势於5°21〇28良好的细胞按.个细胞/孔接种于6孔板中,在无C〇2,C培养箱中培养24。小时,当细胞融合率达80%,即细胞生长处于对数期时,用转染试剂转染分为如-朋转染沮和未转染组为对照pIB/GS咒6转染姐、P瓜/彿抑转染组、pIB/V5。步骤及方法如下:①将转染试剂(义tre^1eGENEHPDNATransfec化nRea狭nt)、DNA与无血清培°养基平衡至25C,转染试剂短暂祸旋混匀;②将质粒DNA用无血清培养基稀释至终浓度为l^igDNA/100山培养基(O.OlHg/叫),轻柔混匀;X-tremeGENEnt加至含稀释DNA③将非1转染试剂HPDNATransfec化nRea货的培养基中,勿接触到管壁,轻柔混合;30min④室溫解育转染复合物;⑤在超净工作台将转染复合物加至细胞中,使复合物均匀分布于培养板表面;⑧加入转染复合物后,将细胞放回原培养箱中培养48小时。3-.qPCR鉴定转染的细胞系H组转染细胞的RNA。①提取,步驟同第H章RT-PCRG5TE6和0②实时焚光定量(q)鉴定转染后咕9始两个基因的表达量,饼>抑如和内参荣光定量引物序列如下:40 -S-E6第四章答脱甘肋转移酶、气味结合蛋白(0如99〇)基因的过表达与对硫磯抗性的关系表4.1实时焚光定量PCR引物序T化te--4.1Prn化ruendrreauanaveRTPCRiseqc的usefoltimeqtittiGeneForwardrimerFReverseprimerRp()()i'GSTE6y-TTGGTGTTGAGGCTTAGAGGAGGTA-3S-GGCGGAGGTTGTTGGTGTGTC-yi'''Obp99a5-AArTCCGArCTTCGACATGG-35-GAAAAAGCGGCAGTCGTAAT-3’’’---ISSrRNA5CGGCTACCACATCTAAGGAA5CTGGAATTACCGCGGCT33W上实验均为次生物学重复,巧光定量反应体系及程序同第H章。4.2.4转染后细胞毒性检测4°①将转染后的细胞WIxlO个细胞孔接种于96孔板中,于28C无C〇2细胞培养箱中培养24小时;②细胞培养24小时后分别加入非坏同浓度的对硫憐(10pm,15ppm,20ppm,p25ppm,30ppnb35ppm,40ppm,45ppm,50ppm),W甲醇为溶剂配制不同浓度的对硫憐3,(100。每个药物浓度转染组设个复孔空白对照组只加叫培养基)亦各设3个复孔;°?③加药后28C培养48小时;°4化后每孔加入-10iCCK828C赔育4小时,在酶标仪上检④fl试剂,测在波长为450ran时各孔的光吸收值;⑤转染组与对照组相比,按照第二章的细胞存活率计算方法计算细胞相对存活率。4.3实验结果4义1目.的基因的克隆RNA一W细胞的总反转录合成cDNA第链为模板IPCR扩基因全长,经测序分析,将纯化目的条带进行克隆,W克隆菌液为模板,PCR验证克隆方向条带的正确性,与目的条带大小相同测序正确,克隆成功。仿■4.3.2转染细胞后7份和化片户知的表达量变化-转染试剂将目的基因转染进果蜡细胞后,通过qRTPC民检测转染后细胞内G5TE6和09如的mRNA表达量r左6和饼>>如的转染效率。结咕,检测GS批果表明,G5TE6和0如9如在转染纽细胞中的表达程度分别大约是对照组细胞的8倍和7倍(图4.1),证明目的基因转染进细胞,并获得高效表达。41 第四章谷腕甘化-S-转移酶E6、气味结合蛋白O9始)基因的过表达与对硫隣抗性的关系(咕-12本本10■下*言8-M製|^■-如皆mplB/V5control-i6.对照I.顏圓圓!4-BKm嫁转染zJ1GSTE6Ob99ap图4.1细胞转染效率的检测实时英光定量PCR检测和饼)pWa基因的表达量,图中数据为平均值+标准误;图注星***k验尸<.<0.01号表示处理组与对照姐相比有显著差异(Tur,:0化:户)巧氏检;Fi呂.4.1Efficie打cyofcellhansfectionwas-ExogenousGS7T5and饼取99幻overexpressionince化analyzedbyQuantitativerealtimePC艮.Daiiiitain化efiuresaremean±SE.Theaserskndcaessnificandifferenceexitsbetweenconrolandgttgtt*<0**<0rocessmP.05P.01.pg(;;;)4.3.3对硫擁转染组细胞的抗性分析为了深入了解和饼抑始表达量升商是否参与了果蛹细胞对对硫礎的耐一m药性反应,我们将系列浓度的对硫稱(10pp,15ppm,20ppm,25pm,30ppm,pWppm,40ppm,45ppm,50ppm)分别处理两个外源基因的转染细胞,[^对应的正S2细胞48CCK-8,常果魄作对照。加药小时后,利用试剂盒检测细胞存活率比较目的基因转染组细胞同对照姐细胞的存活率。结果显示,在不同浓度的对硫稱作用下,转染外源基因组细胞的存活率均高于对照组细胞的存活率(图4.2),即GXTE6和饼高表达后细胞对对硫磯的耐药性有明显的增强。42 第四章谷日光甘狀-S-E6化7)基因的过表达与对硫磯抗性的关系转移酶、气味结合蛋白(饼抑100%n幸幸*Hi*J'7。%I1T视吞;I■*6〇%J!*II〇-I.IT*50/〇I■留三IT■对照■圓■EIII::UJ11JJIIL101520巧30巧404550对硫碟浓度梯度(ppm)Paraonconcenraonthitti(a)'杳;100%n*%-90T-80%■T7-0%**'■■£6%-0IIXII^||illIillyfU%1I:JI}}:1i10巧20巧30巧404550m对硫憐浓度梯度(pp)(b)Parathionconcentration图4.2不同浓度对硫鱗处理的对照组和偽r饼,饼的如转染组细胞的存活率检测(a)为转染组和对照组的比较;(b)为饼pP始转染组细胞和对照组的比较"Fig.4.2Theviabilityofcellhansfectedwith饼7£5and(9如99幻andcontrolexposed化differentconcentrationofparathion.asGSTO6化ansfecllioncellandconroroubis06?99幻ransfecioncelandconrolrou()i1tttttgp;()/gp43 第四章谷耽甘肤-S-转移酶E6、气味结合蛋白(O如99口)基因的过表达与对硫礎抗性的关系4.4讨论Odob一rantindinroteinOBP昆虫的气味结合蛋白(gp,)是类酸性低分子量的可一6,6溶性蛋白,这类蛋白般是由个半脫氨酸组成随后的研究也证明有的不止是由WW:2个半腕氨酸沮成,OBP包括H个亚簇PBP、G0BP1和GOBP。在昆虫的双翅目、膜翅目、、同翅目中己经鉴定出上百种气、销翅目、斐赚目、半翅目鱗翅目、直翅目味结合蛋白分子在黒腹果蜡中,通过基因组学和生物信息学相结合的研究,鉴定出50多种气味结合蛋白分子。通过免疫组织和免疫印迹的蛋白质研究,这类蛋白广泛存在于昆虫的化学感受器淋己中。气味结合蛋白已经被证明广泛存在于昆虫体内,一直没有完全明确但是它的生理功能及作用机制。OBPs分布在昆虫的嗅觉感觉器官OBP达量均较少一中,但是除了触角W外的嗅觉器官中s的表,般情况下很难被检测出来。OBPs的分布与昆虫的性别有关,在蛾类中表现的相当明显,研究表明PBPs主,要分布于雄蛾触角中,且只能结合昆虫外激素而GOBPs在雌雄蛾的触角中表达相KW"W同;PBPs在蜂卿(王ewcopAaeawa沁rae)中特异性的存在于雌虫触角中。昆虫中利用同位素标记气味分子首次获得O一BP,气味结合蛋白的大重要将征是与气味分子结合,尽管对昆虫的气味结合蛋白特异性结合持有不同观点,但是大部分实验表明,这类蛋白对气味分子的结合具有选择性,也说明了这类蛋白具有对气味分子的筛选作用,而不仅仅具有被动居输功能。也有研巧表明,不是所有的OBPs类蛋白都能够进行气味识别,比如地中海果魄的血琳己中的0BP与气味结合无关。王桂荣等(2002)研究表明,气味结合蛋白OBP参与气味分子的降解,从而导致刺激信号终止。嗅觉系统在昆虫的多种生理活动中都发挥着非常重要的作用。昆虫的气味结合蛋白主要参与对气味分子的识别,是运输疏水性气味分子到达受?,体的载体,气味结合蛋白扮演重要角色在这些蛋白中。神经元是嗅觉的功能性组织)Wo是099组,由OBP介导细胞蛋白质分泌,饼p表达模式和转录控制元素如"WPi995嗅觉对苯甲薛的反应的变化有关。efos(1)认为气味结合蛋白OBP在气味识别的过程中有多种生理生化作用,如在亲水性淋己液中,OBP充当着脂溶性气味分一定的选择性别气味时起着过滤器的作用子的溶剂及载体;;同时OBP具有,在识OBP还可W促进信号传导,OBP可使刺激分子更易到达受体蛋白;能参与外周感受器中有毒物质的清除;当气味分子完成对受体的刺激OBP就会迅速使其失去活性。本研巧通过数字基因表达谱筛选出0如9如在对硫磯胁迫后的细胞中表达量升高,之前的研究报道,OBP具有结合气味分子,、信号转导及保护触角感器等功能我们通过使0如9始基因在细胞中过表达,来验证其是否与解毒抗性相关。结果表明,OApWfl的过表达会降低细胞的死t率,从而可知其与药物耐受相关。关于昆虫体内GSTs的研究报道越来越多,GSTs在昆虫内的主要功能与抗性的44 -S-E6O9始)第四章谷脱甘肤转移酶、气味结合蛋白(如基因的过表达与对硫憐抗性的关系形成有关,参与对外源毒物的降解。己有研究表明在昆虫对有机憐、有机氯、拟除虫菊醒等杀虫剂的抗性形成中GSTs起着重要的作用。国内外研巧者对GSTs基因的结构、分类及调控机制等相关研巧和其参与的杀虫剂抗性分子和生化基辄均有综述报道781气当有毒物质如农药、杀虫剂等进入昆虫体内,就会打破体内氧化和抗氧化之间的动态平衡,从而导致活性氧(ROS)的大量产生,ROS的产生会使虫体内的多种組织器官造成氧化损伤昆虫体内含有过氧化物酶活性的GST一s,这些GSTs成员是-,nonSeGPx)类重要的谷脫甘狀抗氧化酶具有过氧化物酶(活性,可W过氧化磯脂过-氧化氨(phospho邮idhydroperoxides)、脂肪酸过氧化氨(技tyacidhdroperoxides)、y----二醒(ma4径基壬婦酸(4hydro巧nonenal4HNE)WlondialdehdeMDA等,及两y),w有机氨过氧化物,进而产生GST的氧化应,可W降低杀虫剂引起的氧化应激损伤激反应。本研究结合之前的研巧报道一,利用高通量检测出对硫磯作用下,果蛹细胞内的-S-E6r£6一种谷脯甘肤转移酶(GS)表泣有明显的变化。进步通过基因转染过表达技术验证GSTE6基因的功能,显示G抑思5过表达后,果蛹细胞的存活^提离,说明该基因参与了解毒,与耐葫性相关。本实验室的前期研究中也发现漠氯菊醋处理果蛹Kc细胞,通过私片检测GSTE6和G沉E7的表达量也有明显升高,说明GS7E6参与果峭细胞的解毒反应。45 总结总结本研究通过对硫憐胁迫果魄的S2细胞,从细胞的形态变化、细胞毒性化及细胞内基因的表达变化研究果蜡S2细胞在对硫憐诱导下的应激作用与机理,主要结果如下:135LS2.腿/ni的对硫磯浓度处理细胞时,细胞存活率较其它处理浓度高,细胞毒性小,抗药性较强。2.对硫磯处理细胞后有534个基因发生差异表达,其中包括细胞色素P450类基因、樹T类基因、气味结合蛋白基因饼抑如、转运蛋白基因、NADH类基因W及氧化还原酶类基因等。3PCR,.巧光定量验证了部分基因的表法差异所得结果与基因表达谱的分析结一致果。4.0嗦9如和说TE6过表法细胞,在对硫憐胁迫下细胞存活率明显増强。上述结果表明,对硫憐胁迫下,果蜡S2细胞的基因表达水平发生了明显变化,多种基因的上调、下调或特异性表达与细胞对对硫憐的耐药性相关,本结果为筛选.对硫磯抗性作用鞭标W及合理有效治理昆虫对对硫稱的抗性提供了实验依据。46 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在读学位期间的研究成果及发表的学术论文在读学位期间的研究成果及发表的学术论文发表的学术论文:1.迟庆萍.对硫縣处理果蛹细胞应激基因的高通量分李娜,刘为胡俊丽程罗根,陈梓,,,2015522411-418析町应用昆虫学报,:.,()2.焦东旭,李娜,程罗根.漠氯菊酷诱导果蛹细胞毒性及相关基因表达的变化[J].南京师4巧-111范大学学报,2012:106.,()3.李谨李凤良焦东旭程罗根.漠氯菊醋胁迫下小菜蛾幼虫体内差异表达蛋白的,,,李娜,20-44分析町昆虫学报14571:36.,,()54 致谢致谢本论文的完成首先要感谢我的导师程罗根教授,在程老师的精也指导下论文才得!^^完成。在H年的学习生活中,程老师也给予了我悉也的指导和无微不至的关怀,程老师从论文的选题W及实验设计思路到论文撰写和修改等方面都给予我启发,倾注着导师的瓜血;,并指导我进行严谨的科学研究程老师严谨的治学、对科研的热情和执着,,是我们学习的楷模。导师的高尚师德和朴实无华的工作作风无时无刻不影响着我、我终生受益!。在此,吾谨向恩师表示衷屯的感谢和崇高的敬意,此外,课题得W顺利进祈还有助于动物遗传资源研巧所和本研巧所的所有老师感谢研究所提供的各种实验设备及仪器,感谢许晓风老师、杨光老师、马飞老师、李斌老师、周长发老师等老师们给予我的关也和帮助!同时,要特别感谢我的父母,他们对我的支持、鼓励和付出,才使我成为现在的!!我,家人的支持是我努为奋斗的不懈动力在此祝福他们平安快乐,幸福安康、衷也感谢我们实验组的师兄师姐,在我实验进程中的热情帮助和精屯指导!感谢我的师弟师妹胡俊丽、、刘为、迟庆萍、朱禀和我的同学蔡满、卢珊张翠、尹干,张天海、朱久W及实验室中的所有同学,在我学习和生活中他们给予我很多的支持和帮助。愿你们工作顺利、学业有成!最后谨向所有帮助和支持过我的老师、亲友及同学表示诚攀的谢意和深深的祝福!李娜南京师范大学55

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