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马铃薯甲虫是危害马铃薯的一种重要食叶害虫,常造成巨大的产量损失。同时,大量化学杀虫剂的使用,引起抗药性的迅速发展。昆虫表皮主要由几丁质与表皮蛋白(CP)嵌合而成。昆虫表皮的修饰可能会减少表皮杀虫剂的渗透速率,导致穿透抗性,充分识别和描述表皮蛋白有助于了解穿透抗性的分子基础。本文鉴定了马铃薯甲虫表皮蛋白基因,测定了其对双苯氟脲的转录响应。结果为进一步的理论研究和应用开发奠定了基础。1、马铃薯甲虫表皮蛋白基因的分子克隆基于马铃薯甲虫基因组和转录组数据,通过同源搜索和基因预测,发现了 175个表皮蛋白候选基因,并采用RT-PCR和EST等验证了上述候选表皮蛋白基因序列的正确性。根据氨基酸功能域和系统进化分析,将马铃薯甲虫表皮蛋白分为CPR家族、CPF家族、CPFL家族、CPAP1家族、CPAP3家族、Twdl家族、CPCFC家族等7个家族。2、马铃薯甲虫表皮蛋白各家族基因分析对175个表皮蛋白蛋白序列的结构特征和功能域进行了分析,发现CPR家族有137个CPR家族基因成员,为最大的表皮蛋白家族。CPR表皮蛋白均拥有GSYS(A)XXXXDGXXXXV(R)保守序列。CPR 家族进一步分为 RR-1、RR-2 和 RR-3亚家族,分别有50、85和2个成员。马铃薯甲虫RR-1亚家族表皮蛋白具有保守的YTADENGF基序,RR-2具有保守的RDGDVVKG基序和三个G-x(3)-VV序列。CPF、CPFL、CPAP1、CPAP3、Twdl和CPCFC家族的基因数分别为5、4、9、8、9和2。此外,1个表皮蛋白基因归为未知家族。3、马铃薯甲虫CPR家族基因对双苯氟脲的响应双苯氟脲是苯甲酰脲类杀虫剂中一种重要的高效低毒杀虫剂,通过减少表皮中几丁质含量而杀灭害虫,但其分子机理仍需进一步探讨。本文测定了 CPR家族中75个RR-1和RR-2亚家族基因对杀虫剂双苯氟脲的转录响应。在33个RR-1亚家族基因中,18个基因在双苯氟脲在2.5mg/L、1.25mg/L、0.625mg/L和0.3125mg/L四个不同浓度处理时均显著下调,1个基因处理后无显著变化。在42个RR-2亚家族基因中,28个基因在四种浓度处理后均出现显著下调,2个基因处理后无显著变化。其它基因的表达水平则上调或对不同浓度的反应不同。由此可见,双苯氟脲可能影响表皮蛋白基因的转录,进而影响表皮的形成。