【摘 要】
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[目的]硫代葡萄糖苷是十字花科植物中普遍存在的防御物质,能够被植物体内的黑芥子酶水解为对昆虫有毒的次生代谢物质。十字花科植物专食性昆虫小菜蛾,能通过自身的硫代葡萄糖苷硫酸酯酶与黑芥子酶竞争结合并水解硫苷底物,达到解毒的作用。我们前期研究发现,小菜的硫代葡萄糖苷硫酸酯酶基因(GSS)及其修饰因子(SUMF)在幼虫中肠协同高表达。本研究在此基础上,拟进一步探明小菜蛾GSS与SUMF是否能够同时响应硫苷
【机 构】
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福建农林大学闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室,福州,350002;福建农林大学应用生态研究所,福州,350002;闽台特色作物病虫生态防控协同创新中心,福州,350002;农业部闽台作物有害生物
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[目的]硫代葡萄糖苷是十字花科植物中普遍存在的防御物质,能够被植物体内的黑芥子酶水解为对昆虫有毒的次生代谢物质。十字花科植物专食性昆虫小菜蛾,能通过自身的硫代葡萄糖苷硫酸酯酶与黑芥子酶竞争结合并水解硫苷底物,达到解毒的作用。我们前期研究发现,小菜的硫代葡萄糖苷硫酸酯酶基因(GSS)及其修饰因子(SUMF)在幼虫中肠协同高表达。本研究在此基础上,拟进一步探明小菜蛾GSS与SUMF是否能够同时响应硫苷,及其响应硫苷的顺式调控元件。[方法]分别使用经不同浓度黑芥子硫苷酸钾(sinigrin,SG)及硫苷代谢产物异硫氰酸烯丙酯(allyl isothiocyanate,AITC)处理的人工饲料和萝卜苗叶片,饲喂小菜蛾3龄幼虫24和48小时,通过qRT-PCR检测GSS和SUMF在虫体和中肠的表达水平；克隆GSS1的启动子,并通过生物信息学方法预测启动子上的转录因子结合位点及其它顺式调控元件。[结果]小菜蛾幼虫取食AITC处理的人工饲料和萝卜苗叶片,对其GSS1,GSS2,SUMF1a和SUMF1b的表达均无显著影响。幼虫在取食经三种浓度SG处理的叶片后,GSS1,GSS2,SUMF1a和SUMF1b的表达未表现出明显的规律。取食三种浓度SG处理的人工饲料48小时后能显著诱导GSS1的表达。经25μg/μl SG处理48小时后小菜蛾幼虫中肠,其基因表达的结果与整虫表达情况基本相符。分析GSS1的启动子测序结果显示,其启动子区域含有转录因子Bcd,En,Dfd,Eve,Ftz,Hb,和SGF-3的结合位点以及TATA box和CCAAT box等元件。[结论]本研究初步证实了小菜蛾GSS1基因能够响应寄主植物硫苷,通过克隆测序获得了该基因的启动子,并预测了转录因子结合位点等顺式调控元件,将为研究小菜蛾与寄主植物协同进化关系的分子机制奠定基础。
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