响应槲皮素诱导的美国白蛾P450基因及CYP6ZB2功能分析

作者：邵红扬; 孟香; 张涛; 陈敏^*

来源：中国农业科学, 2023, 56(07): 1322-1332.

• 美国白蛾
• 槲皮素
• P450基因
• 表达分析
• RNA干扰
• 基因功能

【目的】明确美国白蛾（Hyphantria cunea）响应槲皮素诱导的差异表达P450基因及系统发育关系，探究美国白蛾P450基因对槲皮素诱导的剂量效应，以及P450基因在美国白蛾对槲皮素的解毒适应中的作用。【方法】基于槲皮素诱导的美国白蛾中肠转录组数据，从中筛选显著差异表达的P450基因，应用MEGA X软件对5个P450基因及其他近缘物种的P450基因进行系统进化关系分析；通过RT-qPCR技术检测5个P450基因在不同槲皮素浓度（0.5%、1.0%、2.0%和4.0%）处理下的表达模式；克隆CYP6ZB2全长cDNA序列，利用RNA干扰（RNAi）技术探明CYP6ZB2基因沉默对美国白蛾体重及存活率的影响。【结果】从转录组的差异表达基因中筛选到5个显著响应槲皮素诱导的P450基因，经P450命名委员会分别被命名为CYP4G296、CYP4G297、CYP333A30、CYP304F33和CYP6ZB2(GenBank登录号：ON032363—ON032367)。系统发育分析表明，这5个基因被聚类到CYP2、CYP3、CYP4和线粒体CYP进化枝。RT-qPCR结果表明，P450基因响应槲皮素胁迫具有显著的剂量效应，CYP4G297、CYP304F33、CYP333A30和CYP4G296的表达均被不同浓度槲皮素抑制，CYP6ZB2的表达在0.5%—2.0%的槲皮素诱导下显著上调，而在4.0%的槲皮素浓度下被显著抑制。克隆CYP6ZB2的全长cDNA序列，CYP6ZB2具有完整的开放阅读框（ORF），编码500个氨基酸。RNAi结果表明，注射两种剂量（500和1 000 ng）ds CYP6ZB2均可显著抑制CYP6ZB2的表达，注射1 000 ng ds CYP6ZB2 48 h后干扰效率达到最高（96.9%）。CYP6ZB2被干扰的美国白蛾幼虫经0.5%槲皮素处理后体重增长量低于对照组，存活率（53.33%）分别为未处理组的61.5%和注射双蒸水组的72.7%(P<0.05)。【结论】筛选鉴定到美国白蛾响应槲皮素诱导的5个P450基因，槲皮素对5个基因的诱导表达具有明显的剂量效应，说明不同的P450基因对槲皮素的响应模式存在差异。RNAi能高效沉默CYP6ZB2,0.5%槲皮素对CYP6ZB2被干扰的美国白蛾幼虫的生长发育具有一定抑制作用，表明CYP6ZB2在美国白蛾对槲皮素的解毒适应中发挥着重要作用。

• 单位
  北京林业大学