家蚕氨肽酶N基因和碱性磷酸酶基因在中肠组织的表达分析

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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的伴胞晶体(Cry毒素)是一类在农业生产上用于害虫防治的重要生物杀虫剂,被广泛使用。而家蚕对Bt敏感,所以在蚕区经常发生生物农药(Bt)中毒事件,一方面造成蚕桑生产巨大损失,另一方面又限制了生物农药的推广使用,要处理好蚕桑生产与农作物害虫防治的关系,最佳的解决途径之一就是培育抗Bt的家蚕品种。氨肽酶N(Aminopeptidase N,APN)是已知的鳞翅目昆虫抗Bt-Cry重要受体蛋白,碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)也被认为是Bt毒素的受体。迄今有关昆虫体内APN和ALP参与抗Bt的作用机制的报道多见于对棉铃虫(helicoverpa)、小菜蛾(Plutellaxylostella)、烟芽夜蛾(Heliothis virescens)等昆虫的研究。棉铃虫中肠组织上的APN和Cry毒素发生结合,且HaAPN基因的突变和棉铃虫对Cry毒素抗性的形成有密切关系。目前在家蚕(Bombyx mori)中抗Bt的研究报道很少,对家蚕APN和ALP抗Bt作用的机制以及与Bt-Cry毒素如何结合等尚未清晰。本实验选择家蚕二化性品系(p50、qiufeng、rizhao、306、5124)和多化性品系(7001、7018、7025、7026、7027)为材料,采用实时荧光定量PCR(Real-Time PCR)技术检测了家蚕不同品种五龄起蚕中肠组织的APN基因家族(APN1、APN2、APN3、APN4、APN5)和ALP基因的表达差异,以及在同一家蚕品系中肠组织内各基因的表达丰度。结果显示:(1)在供试家蚕品系内均检测到APN基因家族各成员和ALP基因的表达,说明APN和ALP基因普遍存在于家蚕品系中;(2)家蚕不同品系APN的表达水平存在差异,二化性品系和多化性品系间的表达水平存在显著性差异,而同一化性间差异较小;(3)在同一家蚕品系内APN家族中的APN2、APN4、APN5表达量较高,而APN1及APN3基因表达水平较低,表明APN2、APN4、APN5是家蚕APN基因家族的主要成分;(4)和APN基因家族各成员相比,ALP基因在家蚕各品系内表达量普遍较高,在不同化性品系间的表达存在差异,其中在品系7001表达量最高,306品系的表达量最低;(5)APN、ALP均在品系306内表达量最低,推测APN和ALP基因的表达水平与家蚕品系的抗病性有关。本实验研究结果将有助于进一步深入了解APN和ALP酶的作用机制,为家蚕抗Bt品种选育提供依据。
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