烟草甲细胞色素P450还原酶基因的分子特征与表达模式分析

作者：吴怡蓓; 夏鹏亮; 张廷伟; 严毅; 杨文佳^*

来源：环境昆虫学报, 2023, 45(01): 124-132.

• 烟草甲
• 细胞色素P450还原酶
• 基因克隆
• 表达模式
• 甲酸乙酯

烟草甲Lasioderma serricorne是一种重要的仓储害虫，长期化学防治导致烟草甲已对多种传统熏蒸剂产生抗性，但其对新型熏蒸剂甲酸乙酯仍处于敏感水平。因此明确其体内细胞色素P450还原酶(cytochrome P450 reductase, CPR)对甲酸乙酯的代谢解毒功能，对开展该药剂的抗性监测及延缓抗性的发生发展具有重要意义。本研究旨在克隆烟草甲LsCPR基因，分析其分子特征和表达特性，为进一步明确其在烟草甲对甲酸乙酯解毒代谢过程中的作用奠定基础。利用RT-PCR技术克隆烟草甲LsCPR基因的开放阅读框(open reading frame, ORF);利用生物信息学软件分析LsCPR编码蛋白的结构、特征和系统进化关系。采用实时定量PCR技术检测LsCPR在烟草甲不同发育阶段(低龄幼虫、高龄幼虫、蛹、低龄成虫、高龄成虫)、幼虫不同组织(表皮、肠道、脂肪体和马氏管)以及甲酸乙酯熏蒸胁迫后的表达模式。烟草甲LsCPR基因的ORF为2 046 bp(GenBank登录号：MZ423209),编码681个氨基酸，具有典型的昆虫CPR基因FMN区域、NADPH区域和FAD等保守结构域。系统发育分析表明，烟草甲LsCPR与鞘翅目昆虫聚为一支，且与赤拟谷盗Tribolium castaneum CPR亲缘关系最近。LsCPR在烟草甲不同发育阶段均有表达，在高龄幼虫期的表达水平较高；在幼虫体内的表达部位主要在肠道，其次为脂肪体和马氏管，而在表皮的表达水平最低。LC10、LC30和LC50 3种浓度的甲酸乙酯处理24 h后，烟草甲LsCPR表达量随着胁迫浓度升高而上调且显著高于对照；甲酸乙酯LC50处理烟草甲不同时间(3、6、12、24和48 h)后，LsCPR基因上调表达，24 h时达到表达高峰。推测LsCPR是参与烟草甲代谢甲酸乙酯的候选基因。

• 单位
  铜仁学院; 湖北省烟草公司恩施州公司; 贵阳学院