腐胺對棉鈴蟲生長發(fā)育的影響及ODC基因片段的克隆.pdf

1、多胺(Polyamines，PA)如腐胺(putrescine，put)、亞精胺(spermidine，spd)及精胺(spermine，spm)是一類帶正電荷的小分子脂肪族化合物，廣泛存在于原核和真核細胞內(nèi)。目前的研究表明，多胺對生物大分子的合成，細胞的生長、分化及蛋白質(zhì)的生物合成有重要的調(diào)節(jié)作用，可參與昆蟲的生長發(fā)育等多種生理過程。鳥氨酸脫羧酶(Omithinedecarboxylase，ODC，EC4.1.1.17)是一種磷酸吡哆

2、醛依賴性酶，廣泛存在于動物組織細胞，可催化鳥氨酸脫羧反應(yīng)，鳥氨酸脫羧是腐胺產(chǎn)生的唯一途徑，腐胺在丙胺轉(zhuǎn)移酶的作用下，形成亞精胺繼而形成精胺，ODC是該過程的限速酶。由于昆蟲生理過程及多胺代謝過程的復(fù)雜性，多胺對昆蟲生理過程的調(diào)節(jié)機理還不清楚，關(guān)于ODC與昆蟲的關(guān)系研究國內(nèi)還未見報道，國外也處于研究的初始階段。因此，開展多胺對棉鈴蟲Helicoverpaarmigera生長發(fā)育及卵黃蛋白合成的影響，對于進一步明確多胺生理功能，闡明多胺參與

3、昆蟲生理過程的機理具有重要意義。 本文以棉鈴蟲為研究對象，在研究腐胺對棉鈴蟲的生長發(fā)育的基礎(chǔ)上，采用高效液相色譜和酶聯(lián)免疫技術(shù)分析了多胺對其體內(nèi)多胺代謝及棉鈴蟲卵黃原蛋白合成的影響，同時利用RT-PCR技術(shù)克隆得到了棉鈴蟲的ODC基因片段。這項研究將為進一步了解多胺在昆蟲體內(nèi)的生理功能、闡明多胺在棉鈴蟲卵黃原蛋白合成過程中的生理功能及研究多胺在昆蟲生理過程中的分子機制提供重要的理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下： 1.腐胺對棉鈴

4、蟲生長發(fā)育的影響在實驗室條件下研究了外源腐胺處理后對棉鈴蟲幼蟲的發(fā)育歷期、蛹重、成蟲羽化率及畸形率的影響。結(jié)果表明：腐胺對棉鈴蟲幼蟲及蛹的發(fā)育歷期均有顯著的影響。與對照組相比，經(jīng)腐胺處理后，棉鈴蟲的幼蟲歷期均有不同程度的延長，其中經(jīng)0.01％Put處理的棉鈴蟲幼蟲歷期最長，達到17.72±0.04d，與對照11.88±0.08d相比達到極顯著差異，隨著腐胺濃度的增加，棉鈴蟲幼蟲歷期呈逐漸下降趨勢；0.1％Put和0.05％Put處理組棉

5、鈴蟲的蛹期極顯著短于0.01％處理組，0.5％Put組顯著短于0.1％Put處理組，但0.01％Put處理組、0.5％Put處理組和對照組之間并無顯著差異；與對照組相比，經(jīng)腐胺處理后，棉鈴蟲的蛹重均有不同程度的增加，其中0.01％Put處理后的效應(yīng)最明顯，極顯著大于其他處理組及對照，達到0.2806±0.0032g，而其他處理組之間及與對照之間均無顯著差異；與對照組相比，經(jīng)腐胺處理后，棉鈴蟲的蛹和成蟲畸形率明顯增大，其中蛹的畸形率變化表

6、現(xiàn)為中間濃度腐胺處理組的較高，高濃度和低濃度腐胺處理后蛹的畸形率相對較低；而棉鈴蟲的成蟲畸形率變化則表現(xiàn)為隨腐胺處理濃度的增加而降低的趨勢；與對照相比， 2.腐胺對棉鈴蟲產(chǎn)卵量的影響實驗結(jié)果表明，經(jīng)過腐胺處理后，棉鈴蟲的總產(chǎn)卵量與對照相比均沒有顯著差異，但是0.01％put處理的棉鈴蟲平均產(chǎn)卵量最高，達到1001.9±63.1粒/雌，0.5％Put濃度的腐胺處理的棉鈴蟲總產(chǎn)卵量最少，表明在本實驗范圍內(nèi)，低濃度的腐胺(0.01％P

7、ut)能提高棉鈴蟲的產(chǎn)卵量，而高濃度的腐胺(0.5％Put)則對棉鈴蟲的產(chǎn)卵具有抑制作用；經(jīng)過0.05％濃度的腐胺持續(xù)飼喂棉鈴蟲多代后，第1代棉鈴蟲平均總產(chǎn)卵量與對照相比，無顯著變化；而經(jīng)0.05％Put持續(xù)處理的第2代棉鈴蟲平均產(chǎn)卵量急劇下降，僅有498粒/雌，極顯著低于對照，經(jīng)0.5％Put持續(xù)處理的第3代和第4代棉鈴蟲的平均產(chǎn)卵量又有回升，但與對照相比無顯著差異。結(jié)果表明，腐胺對棉鈴蟲的產(chǎn)卵量存在一定程度的影響。 3.腐胺

8、對棉鈴蟲體內(nèi)各組織多胺含量的影響研究發(fā)現(xiàn)在棉鈴蟲幼蟲期體內(nèi)腐胺和亞精胺含量一直處于較高的水平，且各期含量變化較大，而精胺一直處于較低的水平，動態(tài)變化幅度不大(資料未顯示)；經(jīng)低濃度腐胺處理后，棉鈴蟲各組織內(nèi)兩種多胺(put和spd)含量均有不同程度的改變，而高濃度的腐胺則對棉鈴蟲體內(nèi)各組織多胺含量無明顯的影響。經(jīng)外源腐胺持續(xù)處理后，棉鈴蟲幼蟲體內(nèi)各組織兩種主要多胺含量均受到明顯的影響，特別是經(jīng)外源腐胺處理的第4代棉鈴蟲，其主要多胺的含量

9、變化與對照相比存在極顯著的差異。 4.腐胺對棉鈴蟲卯黃蛋白合成的影響經(jīng)過SDS-PAGE電泳，鑒定出棉鈴蟲卵黃磷蛋白由一條重鏈和一條輕鏈組成，重鏈分子量為165KD，輕鏈分子量為50KD；酶聯(lián)免疫測定的結(jié)果表明，不同濃度的腐胺對棉鈴蟲的卵黃蛋白合成具有一定程度的影響，經(jīng)0.1％Put和0.05％Put明顯促進了棉鈴蟲血淋巴內(nèi)卵黃蛋白合成，在大部分發(fā)育階段，棉鈴蟲血淋巴內(nèi)卵黃蛋白含量均高于對照，且峰值提前；而0.01％Put和0.