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烟粉虱是一种重要的世界性害虫，主要危害在热带和亚热带地区的十字花科植物和园艺作物上。目前，该害虫已对多种化学杀虫药剂产生了不同程度的抗药性，治理困难。噻虫嗪作为第二代新烟碱类药剂的代表产品，对烟粉虱的防治效果较好。为了在田间延缓烟粉虱对噻虫嗪抗性的产生，本课题在室内多年筛选出的烟粉虱噻虫嗪抗性品系的基础上，利用分子生物学的技术，通过烟粉虱基因芯片的设计，结合RNA-seq表达谱测序及iTRAQ蛋白质组鉴定方法，研究得出在药剂长期诱导下，烟粉虱对噻虫嗪药剂产生抗性的主要机制是跟细胞色素P450基因的过量表达有关。同时本实验的研究也给未来烟粉虱在田间治理上提供了理论基础。本实验主要研究结果概述如下：一、烟粉虱对噻虫嗪抗性的生理生化机制分析以烟粉虱敏感（TH-S）、抗性种群（TH-R）和以2000mg/L的噻虫嗪处理抗性种群48小时后的活虫（TH-2000）为材料，测定谷胱甘肽-S-转移酶（GST）和细胞色素P450单加氧酶（PNOD）的酶活力，研究结果发现，与敏感种群相比，抗性种群TH-R中GST的酶活力高于敏感种群，差异不显著，抗性种群TH-2000中GST的酶活力显著高于敏感种群，两个抗性样本中GST的酶活力差异显著；细胞色素P450单加氧酶活力在两个抗性样本TH-R和TH-2000中都显著高于敏感种群，且在两个抗性水平中，样本TH-2000中PNOD酶活力显著高于样本TH-R。表明细胞色素P450单加氧酶活性的增强是烟粉虱对噻虫嗪产生抗性的主要原因。二、利用基因芯片研究烟粉虱对噻虫嗪的抗性的分子机制以实验室长期饲养的烟粉虱抗性（TH-R）和敏感种群（TH-S）的卵，4龄若虫，初羽化雌成虫为材料，在烟粉虱转录组数据库中挑选跟解毒代谢相关的基因去设计探针，得到了8×15k的烟粉虱表达谱芯片，比较了烟粉虱敏感和抗性种群在不同生长发育阶段的基因表达情况。结果表明：在卵、若虫和成虫发育阶段，分别有434、553和360个差异表达基因。在三个不同发育阶段，根据GO和pathway分析发现，大部分的基因编码着跟代谢过程或异源生物代谢相关的酶。一些跟解毒代谢相关的潜在基因如cyp6cm1,之前有报道跟新烟碱类药剂抗性有关，还有一些属于CYP4家族的基因和属于sigma class的GST基因，在三个不同的生长发育阶段均过量表达；在成虫发育阶段，大量属于ABCG家族的ABC transporter基因量上调。三、烟粉虱RNA-seq表达谱分析比较烟粉虱敏感（TH-S）和抗性种群（TH-2000）之间表达谱的差异，结果发现，在TH-S和TH-2000这两个表达谱里，分别得到11-12百万个reads，77.69%和79.03%的reads分别能比对到参考基因库里，其中perfect match的比例分别为64.55%和65.45%，共得到1338个差异表达基因，KEGG pathway分析结果显示有318个差异基因分布到160个pathway里，GO分析有186个差异基因分布到37个GO term里，这些基因中，大部分编码着潜在的跟抗性相关的基因，如谷胱甘肽-S-转移酶（GST），UDP glucuronosyltransferase, glucosyl/glucuronosyl transferase和cytochrome P450基因等。四、烟粉虱iTRAQ蛋白质组学分析比较烟粉虱敏感和抗性种群之间蛋白质组的差异，结果发现，总共得到二级谱图数量为39316张，共匹配到谱图5765张，匹配到肽段序列2226条。以包含unique peptide，鉴定得到1005组蛋白，其中有70%的蛋白能在NCBI nr数据库中有注释信息。差异表达蛋白有52个，其中上调表达的有38个，下调表达的有14个。有28个差异表达的蛋白富集分布在31个GO term里，35个差异表达的蛋白都富集（p-value≤0.05）分布在14个pathway里，这其中包括细胞P450调控的异源物质代谢途径（Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450），P450调控的药物代谢途径（Drug metabolism-cytochrome P450）和其它酶调控的药物代谢途径（Drug metabolism-otherenzymes）。功能分析中大部分的基因都编码着异源物质解毒代谢蛋白，比如GSTs,UDP-glucuronosyltransferases, glucosyl/glucuronosyl transferases和cytochrome P450s。五、烟粉虱表达谱和蛋白质组关联分析把烟粉虱敏感和抗性品系的表达谱和蛋白质组数据进行关联分析，结果发现，最终能关联上的基因和蛋白有11个，其关联系数为0.6643。这些能在基因和蛋白层面都关联上的有4个过量表达的基因是跟解毒代谢相关，且差异显著（P<0.05），分别是UDP-glucuronosyltransferase2B10-like isoform1（XP002704642.1），glucosyl/glucuronosyl transferases （XP969321.2），GST（ACH90394.1）和cytochrome P450CYP6CX1（ACT78507.2）。这四个基因在抗性种群（TH-2000）中均表达过量，尤其是CYP6CX1基因的表达量高达11倍之多。