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苹果蠹蛾Cydia pomonella L.(鳞翅目,卷蛾科)是世界上最重要的果树害虫之一,也是我国重要检疫有害生物。国内外研究发现,谷胱甘肽S转移酶(Glutathione S-transferases,GSTs)酶活性的升高是苹果蠹蛾对多种杀虫剂产生抗药性的主要机制。Delta和Epsilon家族GSTs基因主要参与昆虫对化学杀虫剂的解毒代谢和抗药性的形成。然而,苹果蠹蛾Delta和Epsilon家族GSTs基因的鉴定及对化学杀虫剂代谢作用的研究尚不系统和深入。鉴定苹果蠹蛾Delta和Epsilon家族GSTs基因并解析其对化学杀虫剂的代谢功能,对揭示GSTs介导的代谢抗性机制具有重要意义。本文从苹果蠹蛾转录组和基因组数据库中鉴定出所有的Delta和Epsilon家族GSTs基因,并对它们的时空表达模式和杀虫剂胁迫后的表达模式进行了研究;在原核表达系统中表达了部分GSTs重组蛋白,并测定了体外酶动力学参数和杀虫剂对重组蛋白CpGSTd3的抑制活性;通过体外代谢试验,证实了CpGSTd3可以代谢高效氯氟氰菊酯。主要研究结果如下:1.苹果蠹蛾GSTs基因的鉴定通过对苹果蠹蛾转录组和基因组的筛查,共鉴定出29个GSTs基因,其中胞质型GSTs基因26个,微粒体型GSTs基因3个。在胞质型GSTs基因中,包含Delta家族4个,Epsilon家族5个,Zeta家族GSTs基因2个,Theta家族GSTs基因1个,Sigma家族GSTs基因5个,Omega家族GSTs基因3个,未分类GSTs基因6个。其中,Delta和Epsilon家族GSTs基因与近缘昆虫GSTs基因的氨基酸序列一致性分别为42.79-58.80%和31.90-41.12%。2.苹果蠹蛾Delta和Epsilon家族GSTs基因的表达模式分析利用荧光定量PCR(RT-qPCR)对苹果蠹蛾Delta家族和Epsilon家族GSTs基因在不同发育阶段、幼虫的不同组织和高效氯氟氰菊酯胁迫后的表达模式进行分析。结果表明,这些GSTs基因在苹果蠹蛾的各个发育阶段均有表达,其中CpGSTd3、CpGSTe2、CpGSTe3和CpGSTe4主要在幼虫期表达;CpGSTd2、CpGSTd4、CpGSTe1和CpGSTe5基因表达量在雌雄性别间存在明显差异。这些GSTs基因主要在中肠、马氏管和脂肪体等解毒器官中表达,CpGSTd3在脂肪体中不表达。LD10高效氯氟氰菊酯胁迫后,幼虫体内GSTs基因的表达水平在不同胁迫时长下呈现出现上升后下降的现象,仅CpGSTd4和CpGSTe1这两个基因的表达水平与之相反。3.苹果蠹蛾Delta和Epsilon家族GSTs蛋白的体外表达及功能分析利用大肠杆菌表达系统,表达并纯化了CpGSTd3、CpGSTd4、CpGSTe2和CpGSTe3重组蛋白。这几个重组表达蛋白的最大反应速率(Vmax)值分别为13.11±0.68μmol/min/mg、1.55±0.11μmol/min/mg、9.71±0.18μmol/min/mg和12.45±0.80μmol/min/mg,米氏常数(Km)分别为0.63±0.09 mM、0.67±0.12 mM、0.09±0.01 mM和0.31±0.06 mM。体外抑制试验结果表明,高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、醚菊酯、毒死蜱和辛硫磷均可抑制CpGSTd3重组表达酶的活性,其IC50值分别为0.65、0.48、0.29、0.19和0.53mM。体外代谢结果表明,CpGSTd3重组蛋白可以代谢高效氯氟氰菊酯。