粉纹夜蛾离体细胞对Bt Cry1Ac毒素抗性分子机理初探

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以对Bt Cry1Ac毒素十分敏感的BT1-TN-581细胞和经过Cry1Ac筛选了83代的同源抗性细胞为实验材料,采用双向电泳和mRNA差异显示技术分别从蛋白质水平和转录水平较系统的揭示了两者之间的差异,另外还通过设计简并引物,对作为Cry1Ac的重要受体之一的氨肽酶N家族成员进行了cDNA片段克隆。实验结果如下: (1) 得到了抗性细胞和敏感细胞总蛋白的2-DE图谱,通过Melanie Viewer Ⅱ软件分析,在抗性细胞的总蛋白2-DE图谱上检测到的平均蛋白质点数为707±25(n=3)个,在敏感细胞的总蛋白2-DE图谱上检测到的平均蛋白质点数为637±19(n=3)个。 (2) 两者总蛋白的2-DE图谱存在显著差异,初步确定了在两者总蛋白2-DE图谱上存在显著差异的11个蛋白质点的MW/pI,分别为:98.5/4.5、88.7/6.5、65.5/4.8、39.2/4.7、38.8/5.4、35.5/6.7、28.5/8.2、22.5/8.7、21.8/8.3、21.1/7.0、21.1/6.4。 (3) 对一种敏感细胞特有的蛋白质点进行了肽质指纹图谱分析,同源性收索结果表明它与胞质外周蛋白有较高相似性,推测它为一种膜蛋白。 (4) 得到了抗性细胞和敏感细胞的膜蛋白2-DE图谱,通过Melanie Viewer Ⅱ软件分析,在抗性细胞的膜蛋白2-DE图谱上检测到的平均蛋白质点数为290±10(n=3)个,在敏感细胞的膜蛋白2-DE图谱上检测到的平均蛋白质点数为295±10(n=3)个。 (5) 抗性细胞和敏感细胞的膜蛋白2-DE图谱存在显著差异,初步确定了膜蛋白2-DE图谱上存在差异的10蛋白质点的MW/pI,分别为:66.0/6.8、34.6/5.8、31.5/6.8、31.0/7.1、31.4/7.3、28.5/7.1、27.0/6.5、20.7/5.9、20.0/5.8、14.4/6.5。 (6) mRNA差异显示结果表明抗性细胞品系和敏感细胞品系在转录水平上存在差异。 (7) 初步鉴定了5个在两种细胞之间存在差异的ESTs序列,三种为敏感细胞特有分别命名为:S1(CF322415)、S2(CF322416)、S3(CF322417),圆硕士学位论文、!入S下狂R’5丁}l[引叹两种为抗性细胞特有,分别命名为:RI(CF322413)、R2(CF322414)。 (8)根据Rl序列推导的氨基酸序列与磷酸烯醇式丙酮酸梭激酶与较高同源性,推测它所对应的基因可能编码磷酸烯醇式丙酮酸梭激酶。 〔9)根据R2序列推导的氨基酸序列与糖蛋白和粘蛋白类有一定的同源性,推测它所对应的基因可能编码一种糖蛋白或粘蛋白。 (10)获得了3条分别代表3种氨肤酶N基因的ESTs片断,分别命名为:APNSI(CD809324)、APNSZ(CD809325)、APNS3(CD809326)。 (川初步确定本实验所鉴定的三种氨肤酶基因在两种细胞群体中都有表达。 现阶段的诸多研究都表明昆虫对Bt产生抗性的机制十分复杂,鉴于本实验所获得的结果,我们推测BTI~TN一5BI对Cry1A。抗性产生的分子基础和可能的机制如下: (l)本实验结果表明多种蛋白质在抗性细胞和敏感细胞中存在差异,多种基因在两种细胞中存在差异表达,这些结果表明BTI~TN一5BI对cry1Ac抗性是多因素控制的。 (2)多方面的信息都表明抗性细胞和敏感细胞的膜蛋白组分存在差异,而膜蛋白是Bt Cry1Ac作用于细胞的直接靶标,因此我们推测膜蛋白的改变可能是BTI~TN一5BI对Cry1A。产生抗性的重要分子基础。 (3)我们在实验中证实磷酸烯醇式丙酮酸梭激酶在抗性细胞和敏感细胞中差异表达,而磷酸烯醇式丙酮酸梭激酶是三梭酸循环回补反应的重要酶类,因此推测BTI一TN一SBI对Cry1Ac抗性的产生可能还涉及细胞能量代谢。 本实验为进一步研究BTI一T’N一5BI对Cry1Ac抗性的分子机理奠定了基础,也为Bt抗性机理的研究工作提供了一定的依据。
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