小菜蛾RyR调控蛋白FKBP基因克隆及其时空表达谱OA北大核心CSTPCD

【目的】明确FK506结合蛋白(FKBP)基因在小菜蛾对氯虫苯甲酰胺抗性形成中的作用,筛选出起主要作用的关键FKBP基因,为阐明小菜蛾抗双酰胺类杀虫剂的分子机理提供新思路。【方法】以抗氯虫苯甲酰胺种群和敏感种群小菜蛾为研究对象,采用浸叶法测定不同种群小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的敏感性差异;利用cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆3个FKBP基因(FKBP8、FKBP12和FKBP52)的全长序列,并通过GSDS 2.0、CDD和MEME在线分析软件分析其基因结构与蛋白保守结构域和Motif;采用实时荧光定量PCR分析抗性种群不同发育阶段和敏感、抗性种群4龄幼虫不同组织FKBP基因的时空表达特性。【结果】生物测定结果显示,抗性种群小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗性倍数为122.67倍,属于高水平抗性。实时荧光定量PCR分析发现,抗性种群小菜蛾体内3个FKBP基因的相对表达量均显著高于敏感种群(P<0.05,下同),其中FKBP8基因的表达差异最显著,是敏感种群的968倍。通过RACE方法克隆得到FKBP52、FKBP8和FKBP12基因的全长序列,长度分别为1473、1525和649 bp,分别编码423、307和108个氨基酸残基,其蛋白均为亲水蛋白。FKBP52、FKBP8和FKBP12基因具有相同的基因结构,FKBP52和FKBP12蛋白具有相同的保守结构域FkpA,而FKBP8蛋白具有2个不同的保守结构域。抗性种群小菜蛾4龄幼虫体内3个FKBP基因表达量均高于蛹期,其中FKBP12和FKBP8基因在4龄幼虫中的表达量最高,显著高于其他龄期和蛹期。FKBP8基因在抗性种群小菜蛾中肠和表皮中的表达量显著高于敏感种群,分别是敏感种群的3.2和3.7倍。【结论】FKBP52、FKBP8和FKBP12基因在氯虫苯甲酰胺抗性种群小菜蛾中均过量表达,其中FKBP8基因在高抗氯虫苯甲酰胺种群小菜蛾的中肠高表达,表明其可能通过过量表达参与小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性。