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肽聚糖识别蛋白(Peptidoglycan recognition proteins,PGRP)作为昆虫体内一类重要的模式识别受体,在免疫防御信号途径(Toll和IMD)中具有重要作用。为探究高致病性苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的Cry1Ac杀虫毒素,对农业重要害虫小菜蛾免疫基因PGRP和酚氧化酶(Phenoloxidase,PO)的影响,本研究基于福建农林大学小菜蛾数据库、美国国立生物技术信息中心数据库以及中国农科院蔬菜花卉研究所提供的小菜蛾转录组数据,对小菜蛾PGRP序列进行筛选以及校正,克隆了PGRP1、PGRP2和PGRP3三个PGRP基因的编码区。在此基础上,运用qRT-PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)技术研究了长期Cry1Ac作用下三个PGRP基因的表达模式。主要研究结果如下:(1)在校正转录组后,对三个种群(Cry1Ac敏感种群、Cry1Ac抗性种群和武汉田间)小菜蛾PGRP基因进行克隆,得到了三个PGRP基因编码片段:PGRP1,该基因全长588bp,共编码195个氨基酸,在Cry1Ac敏感种群、Cry1Ac抗性种群和武汉田间预测的分子量分别是21.49KDa、21.42 KDa和21.50 KDa,等电点均为8.29;PGRP2,基因全长621bp,共编码206个氨基酸,在Cry1Ac敏感种群、Cry1Ac抗性种群和武汉田间预测的分子量分别为22.36KDa、22.36 KDa和22.50 KDa,Cry1Ac敏感和抗性种群的等电点均为7.59,武汉田间种群的等电点为8.15;PGRP3,该基因全长792bp,共编码264个氨基酸,在Cry1Ac敏感种群、Cry1Ac抗性种群和武汉田间预测的分子量均为29.51 KDa,等电点均为7.32。PGRP1基因的预测信号肽为第1至21位氨基酸,PGRP2基因为第1至18位氨基酸,而PGRP3基因则没有预测到的信号肽区域。PGRP3的预测跨膜区域为第92至114位氨基酸,PGRP1和PGRP2均未预测到跨膜区域。(2)探究了小菜蛾中肠和脂肪体混合物中PGRP1、PGRP2和PGRP3的表达模式。qRT-PCR检测结果表明PGRP1、PGRP2和PGRP3在小菜蛾mRNA水平表达量不同。在中肠中,与Cry1Ac敏感种群相比,Cry1Ac抗性种群和武汉田间种群PGRP1的表达量分别下降80%和90%;PGRP2在Cry1Ac抗型种群中的表达量是Cry1Ac敏感种群中的3倍,而在武汉田间种群中的表达则与Cry1Ac敏感种群无显著性差异;PGRP3在Cry1Ac抗性种群和武汉田间种群的表达量与Bt敏感种群相比,分别下降了90%和70%。在脂肪体与表皮混合物中,相对于Cry1Ac敏感种群,Cry1Ac抗性种群PGRP1的表达增加33%,而武汉田间种群则减少90%;PGRP2在武汉田间种群的表达量则为Cry1Ac敏感种群的17倍,而与Cry1Ac抗性种群间则无显著差异;相对于Cry1Ac敏感种群,Cry1Ac抗性种群和武汉田间种群中PGRP3的表达量则均下降超过90%。(3)3个小菜蛾种群的酚氧化酶酶活测定结果表明,Cry1Ac敏感种群酚氧化酶酶活力是39.80 ng/ml,Cry1Ac抗性种群酚氧化酶酶活力是50.58 ng/ml,武汉田间种群的酶活力是45.83 ng/ml,抗性种群的酶活力显著高于敏感种群。综上所述,在免疫防御体系中,酚氧化酶存在一定的作用,而不同类型的PGRP基因有不同的作用,在Cry1Ac杀虫毒素作用下,PGRP1基因表现出明显的作用性,而PGRP2和PGRP3还需进一步探究,研究结果为延缓鳞翅目害虫对Bt制剂的抗性提供理论基础,也为研究以小菜蛾免疫系统为靶标的新型生物农药奠定基础。