国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

昆蟲激素對家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶活性及其基因表達(dá)水平的影響

2020-01-21 15:36:41楊偉克唐芬芬劉增虎董占鵬
關(guān)鍵詞:體壁家蠶

楊偉克 唐芬芬 劉增虎 董占鵬

摘要:【目的】研究外源昆蟲激素對家蠶酚氧化酶活性及其基因表達(dá)水平的影響,明確昆蟲激素對酚氧化酶的調(diào)控作用,為深入解析家蠶酚氧化酶的功能及基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制提供參考依據(jù)?!痉椒ā繉ξ妪g第3 d發(fā)育良好的家蠶幼蟲注射蛻皮激素20E和保幼激素JH,以注射等量0.1%二甲基亞砜(DMSO)為對照,分別在注射3、6、12和24 h后解剖家蠶幼蟲采集血淋巴和體壁,檢測分析家蠶酚氧化酶活性及其基因表達(dá)的變化情況。【結(jié)果】注射外源JH和20E均能促進(jìn)家蠶血淋巴酚氧化酶原基因PPO1和PPO2的表達(dá),有效增加酚氧化酶活性。家蠶血淋巴PPO1和PPO2基因?qū)H和20E的響應(yīng)時(shí)間存在一定差異,其中,經(jīng)JH處理后2個(gè)酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)僅在處理6和12 h時(shí)顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)上調(diào)表達(dá);而經(jīng)20E處理后PPO1和PPO2基因從3 h開始一直持續(xù)到12 h均呈上調(diào)表達(dá)趨勢。JH和20E對家蠶體壁PPO1和PPO2基因的影響恰好相反,具體表現(xiàn)為:JH能有效抑制家蠶體壁PPO1和PPO2基因的表達(dá),降低酚氧化酶活性;20E則促進(jìn)家蠶體壁PPO1基因上調(diào)表達(dá),但不影響PPO2基因表達(dá)。【結(jié)論】家蠶酚氧化酶原基因PPO1和PPO2表達(dá)受JH和20E的調(diào)控,且激素對酚氧化酶原基因表達(dá)水平的影響與其酶活性變化規(guī)律一致,提示酚氧化酶不僅參與昆蟲激素的代謝,還與激素協(xié)同調(diào)控家蠶的蛻皮變態(tài)。

關(guān)鍵詞: 家蠶;昆蟲激素;酚氧化酶;血淋巴;體壁;蛻皮變態(tài)

中圖分類號: S883.89? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:2095-1191(2020)10-2573-07

Effects of insect hormone on activity of phenoloxidase and its gene expression inhemolymph and integument of Bombyx mori

YANG Wei-ke1, TANG Fen-fen2, LIU Zeng-hu1, DONG Zhan-peng1*

(1Sericulture and Apiculture Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Mengzi, Yunnan? 661101, China; 2College of Life Science and Technology, Honghe University, Mengzi, Yunnan? 661101, China)

Abstract:【Objective】To clarify the regulation effect of insect hormones on phenoloxidase activity and gene expression of Bombyx mori, and study regulation effect of insect hormones on phenoloxidase, which could provide a theoretical reference for further research on the function of phenoloxidase and gene expression regulation mechanism. 【Method】Ecdysone 20E and juvenile hormone JH were injected into the silkworm at day 3 of 5th instar larva and the same amount of 0.1% dimethyl sulfoxide (DMSO) was injected as a control group. The phenoloxidase activity and gene expression level were determined in hemolymph and integument of silkworm at 3 h, 6 h, 12 h and 24 h after injection. 【Result】The results showed that the expression of prophenoloxidase genes PPO1 and PPO2 in hemolymph of silkworm were up regulated by 20E and JH, and the phenoloxidase activity was also higher than the control group. There was difference in response times of PPO1 and PPO2 in hemolymph of silkworm to 20E and JH. The expression of PPO1 and PPO2 were only significantly up-regulated at 6 h(P<0.05) and extremely up-regulated at 12 h(P<0.01) after JH treatment. While the expression of PPO1 and PPO2 were up-regulated from 3 h to 12 h after 20E treatment. The effects were opposite of JH and 20E on the expression of PPO1 and PPO2 in integument of silkworm. The expression of PPO1 and PPO2 were inhibited by JH and the phenoloxidase activity was decreased at the same time. 20E could induce the expression of PPO1,but did not affect the expression of PPO2 in integument of silkworm. 【Conclusion】The PPO1 and PPO2 expression in silkworm are regula-ted by JH and 20E. In addition, the effects of JH and 20E on the gene expression are consistent with the change rule of phenoloxidase activities. It is suggested that the phenoloxidase are involved in the metabolism of insect hormones and coordinately regulates the molting metamorphosis with JH and 20E in silkworm.

Key words: Bombyx mori; insect hormone; phenoloxidase; hemolymph; integument; molting metamorphosis

Foundation item: Modern Agricultural Sericulture Industrial Technology System Construction(Chief Scientist) Project of Yunnan(2019K-JTX006); Applied Basic Research Project of Yunnan Academy of Agricultural Sciences(YJM 201710)

0 引言

【研究意義】酚氧化酶(Phenoloxidase,PO)是一類能將酚類氧化成鄰苯醌或?qū)Ρ锦拿?,廣泛分布于動(dòng)植物界,在生物體內(nèi)發(fā)揮著極其重要的生理功能作用(陳曉宇等,2015;苑勝壘等,2016)。昆蟲酚氧化酶通常以非活化狀態(tài)的前體酚氧化酶原存在,主要分布在血淋巴和體壁等組織中(Yang et al.,2018)。酚氧化酶原通過酚氧化酶原激活系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚缘姆友趸?,參與調(diào)控昆蟲的一系列生理過程,包括免疫防御、傷口愈合、表皮的鞣化和黑化等(Jearaphunt et al.,2014;Wu et al.,2017)。保幼激素和蛻皮激素是調(diào)控家蠶(Bombyx mori)生長發(fā)育與蛻皮變態(tài)的主要激素,研究家蠶酚氧化酶活性及其基因表達(dá)在外源激素處理后的變化規(guī)律,可為闡明激素對酚氧化酶基因的分子調(diào)控機(jī)制提供理論依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】當(dāng)昆蟲機(jī)體遭受病原微生物、殺菌劑和殺蟲劑等外源異物刺激時(shí),其體內(nèi)的酚氧化酶活性及基因表達(dá)水平均會受到一定程度的影響(楊偉克等,2019a)。杜育哲等(2002)以蛻皮激素類殺蟲劑處理棉鈴蟲四齡幼蟲6 h,結(jié)果發(fā)現(xiàn)血淋巴蛻皮激素滴度下降,幼蟲蛻皮困難,酚氧化酶活性顯著降低。金華超等(2013)研究表明,三唑酮、肟菌脂、咪鮮胺和申嗪霉素4種殺蟲劑能有效激活赤眼蜂酚氧化酶活性,說明殺菌劑不僅對赤眼蜂產(chǎn)生毒害作用,在一定程度上還能激活其免疫應(yīng)答反應(yīng)。龐海玉等(2013)研究發(fā)現(xiàn),以0.1和0.5 mg/L的20-羥基蛻皮甾酮(20E)處理異色瓢蟲,不影響其生理狀態(tài)及酚氧化酶活性;但1.0、5.0和10.0 mg/L的20E均導(dǎo)致幼蟲生長緩慢,死亡率增加,且過氧化物酶和酚氧化酶活性受到抑制。張道偉和陳靜(2014)采用大腸桿菌刺激德國小蠊,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其血淋巴和表皮中的酚氧化酶基因均顯著上調(diào)表達(dá),酚氧化酶活性也隨著誘導(dǎo)時(shí)間的延長而逐漸增強(qiáng)。柴連琴等(2015)研究表明,20E不僅能提高棉鈴蟲血細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力,還能通過激活血淋巴酚氧化酶活性,進(jìn)而增強(qiáng)血細(xì)胞對外源微生物的吞噬能力。李一波等(2017)研究發(fā)現(xiàn),喂食曲酸不僅能抑制飛蝗酚氧化酶活性,還會影響飛蝗的其他代謝酶活性。Zhang等(2018)研究表明,南亞寡鬃實(shí)蠅ZtPPO1基因在幼蟲到蛹的變態(tài)過程中高效表達(dá),但喂食曲酸能抑制蛻皮激素的合成,降低酚氧化酶活性,導(dǎo)致化蛹蛻皮困難,暗示ZtPPO1基因表達(dá)及其酶活性受蛻皮激素20E調(diào)控。家蠶機(jī)體內(nèi)存在2個(gè)酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2),其幼蟲酚氧化酶活性變化具有明顯的發(fā)育時(shí)期和組織特異性,且組織表達(dá)譜分析顯示酚氧化酶原基因在血淋巴和體壁中均高效表達(dá)(毛鈺霞等,2017)。唐芬芬等(2016)研究發(fā)現(xiàn),喂食家蠶核型多角體病毒(BmNPV)能誘導(dǎo)家蠶血淋巴酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)上調(diào)表達(dá),且酚氧化酶活性顯著增加。楊偉克等(2019b)研究表明,經(jīng)口添食大腸桿菌或金黃色葡萄球菌均能誘導(dǎo)家蠶血淋巴酚氧化酶原基因上調(diào)表達(dá)及酶活性增加,說明酚氧化酶在家蠶抗病毒及抵御細(xì)菌等病原微生物的過程中發(fā)揮重要作用。此外,已有研究發(fā)現(xiàn)家蠶酚氧化酶原基因PPO1在蛻皮變態(tài)階段呈上調(diào)表達(dá),但在蛻皮結(jié)束后其表達(dá)量下降,即干涉PPO1基因表達(dá)可導(dǎo)致家蠶無法正?;迹╓ang et al.,2013;Xu et al.,2015)。【本研究切入點(diǎn)】家蠶酚氧化酶原基因表達(dá)水平及其活性在四齡眠前期較高,眠中減弱,眠后期增強(qiáng),說明酚氧化酶活性變化與昆蟲激素水平存在一定相關(guān)性(楊偉克等,2019a),但至今有關(guān)昆蟲激素對家蠶酚氧化酶活性影響及其基因表達(dá)調(diào)控的研究相對較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究外源昆蟲激素對家蠶酚氧化酶活性及其基因表達(dá)水平的影響,明確昆蟲激素對酚氧化酶的調(diào)控作用,為深入解析家蠶酚氧化酶的功能及其基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試家蠶品種為大造,恒溫培養(yǎng)箱26 ℃,相對濕度(75±5)%,光照周期(12 h光∶12 h暗),新鮮桑葉飼育。蛻皮激素20E(Y0002054)和保幼激素(JH)類似物(33375)購自Sigma公司,動(dòng)物組織總RNA抽提試劑盒(ER501-01)購自北京全式金生物技術(shù)有限公司,反轉(zhuǎn)錄試劑盒(RR047A)購自TaKaRa公司,熒光定量試劑Hieff TM qPCR SYBR? Green Master Mix(11201ES03)購自上海翊圣生物科技有限公司,酚氧化酶測試盒(A136-1-1)購自南京建成生物工程研究所。

1. 2 激素處理及樣品采集

激素處理操作參照Gui等(2006)的研究方法。選取家蠶五齡第3 d發(fā)育良好的幼蟲,采用微量注射器在每頭家蠶幼蟲腹部分別注射2.0 μL保幼激素JH(0.5 μg/μL)和蛻皮激素20E(1.0 μg/μL),以注射等量0.1%二甲基亞砜(DMSO)為對照。分別在注射3、6、12和24 h后解剖家蠶幼蟲,采集血淋巴和體壁,每次取樣均設(shè)5次重復(fù),每個(gè)重復(fù)取5頭蠶,樣品收集后置于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 3 酚氧化酶活性測定

(1)酶液制備:家蠶體壁先用PBS清洗干凈,再以液氮充分研磨,加入適量的10 mmol/L Tris-HCL(pH 7.0),在4 ℃下10000 r/min離心10 min,上清液即為待測酶液。血淋巴直接在4 ℃下10000 r/min離心10 min,上清液即為待測酶液。(2)酶活性測定:按照酚氧化酶測試盒說明測定家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶活性。

1. 4 總RNA提取及反轉(zhuǎn)錄

根據(jù)動(dòng)物組織總RNA抽提試劑盒操作說明提取家蠶血淋巴和體壁總RNA,以分光光度計(jì)測定OD260/OD280,并取OD260/OD280在1.9~2.0的樣品按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒操作說明將其反轉(zhuǎn)錄合成cDNA,用于實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測。

1. 5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測

以家蠶酚氧化酶原基因PPO1(GenBank登錄號BAA08368)和PPO2(GenBank登錄號BAA08369)為靶基因、RP49基因(GenBank登錄號NM_001098 282)為內(nèi)參基因,利用Primer Premier 5.0設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)熒光定量PCR引物(表1),并委托深圳華大基因科技有限公司合成。

參照熒光定量試劑Hieff TM qPCR SYBR? Green Master Mix說明進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測,其反應(yīng)體系20.0 μL,擴(kuò)增程序:95 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s,進(jìn)行40個(gè)循環(huán);65 ℃延伸5 s(而后每次加0.5 ℃,直至95 ℃)。以StepOne熒光定量PCR擴(kuò)增儀記錄檢測結(jié)果,每個(gè)樣品設(shè)3次重復(fù),并根據(jù)2-△△Ct計(jì)算家蠶酚氧化酶原基因相對表達(dá)量。采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及制圖,同時(shí)以SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 JH對家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶原基因表達(dá)的影響

實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測JH處理后家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶原基因PPO1和PPO2的表達(dá)情況,結(jié)果如圖1和圖2所示。由圖1可看出,家蠶血淋巴PPO1和PPO2基因均在JH處理6和12 h后呈上調(diào)表達(dá)趨勢,且相對表達(dá)量明顯高于相應(yīng)的對照組。其中,PPO1基因在JH處理6 h后出現(xiàn)表達(dá)高峰,與對照組間的差異達(dá)極顯著水平(P<0.01,下同),至處理12 h時(shí)其相對表達(dá)量雖有小幅度下調(diào),但仍極顯著高于對照組;PPO2基因則在JH處理12 h后出現(xiàn)表達(dá)高峰。與相應(yīng)的對照組相比,PPO1基因的相對表達(dá)量在JH處理6和12 h時(shí)分別上調(diào)2.8和2.3倍,而PPO2基因分別上調(diào)1.7和1.9倍,說明家蠶血淋巴PPO1基因?qū)H的響應(yīng)更敏感。

由圖2可看出,注射外源JH能有效抑制家蠶體壁酚氧化酶原基因PPO1和PPO2的相對表達(dá)量。經(jīng)JH處理3 h后,家蠶體壁PPO1和PPO2基因均開始顯著下調(diào)表達(dá)(P<0.05,下同),且隨處理時(shí)間的延長,其相對表達(dá)量持續(xù)降低;至JH處理12 h時(shí)家蠶體壁酚氧化酶原基因的相對表達(dá)量降至最低值,與相應(yīng)的對照組相比,其差異均達(dá)極顯著水平;處理24 h后由于JH可能逐漸被消耗代謝,PPO1和PPO2基因相對表達(dá)量得到一定程度的恢復(fù)。

2. 2 20E對家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶原基因表達(dá)的影響

由圖3可看出,注射外源20E后家蠶血淋巴PPO1和PPO2基因的相對表達(dá)量均高于對照組,整體上呈先顯著上調(diào)再緩慢下調(diào)表達(dá)趨勢。PPO1和PPO2基因相對表達(dá)量均在20E處理3 h開始顯著上調(diào)表達(dá),至處理6 h時(shí)其相對表達(dá)量達(dá)峰值;隨后家蠶血淋巴酚氧化酶原基因相對表達(dá)量開始下調(diào),但至處理12 h時(shí)其相對表達(dá)量仍顯著高于對照組;20E處理24 h后家蠶血淋巴酚氧化酶原基因的相對表達(dá)量略高于對照組,但差異不顯著(P>0.05,下同)。由圖4可看出,家蠶體壁PPO1基因在20E處理6和12 h呈上調(diào)表達(dá)趨勢,與對照組的差異達(dá)極顯著水平;注射外源20E后家蠶體壁PPO2基因的相對表達(dá)量無明顯變化,表明體壁PPO2基因?qū)ν庠?0E無應(yīng)答。

2. 3 JH和20E對家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶活性的影響

注射外源JH和20E后,家蠶血淋巴和體壁酚氧化酶活性變化趨勢如圖5和圖6所示。由圖5可看出,經(jīng)JH處理3 h后家蠶血淋巴酚氧化酶活性與對照組間無顯著差異,但至處理6 h時(shí)急劇升高至峰值,極顯著高于對照組;處理12 h后酚氧化酶活性有所下降但仍顯著高于對照組,至處理24 h時(shí)降至對照組水平。經(jīng)20E處理后,家蠶血淋巴酚氧化酶活性在處理3 h后略高于對照組,但無顯著差異,從處理6 h開始逐漸升高,至處理12 h時(shí)酚氧化酶活性達(dá)峰值,與對照組的差異達(dá)極顯著水平,但在處理24 h后酚氧化酶活性又恢復(fù)至對照組水平。由圖6可看出,家蠶體壁酚氧化酶活性在JH處理6和12 h后顯著低于對照組,而經(jīng)20E處理6和12 h后顯著高于對照組,說明JH和20E對家蠶體壁酚氧化酶活性的影響并不一致,即JH能抑制酚氧化酶活性,而20E能增強(qiáng)酚氧化酶活性。

3 討論

酚氧化酶作為一類免疫效應(yīng)因子,能有效抵御病原微生物的入侵,并通過調(diào)節(jié)吞噬和黑化等過程,參與昆蟲先天性免疫防御反應(yīng)(Yang et al.,2018)。酚氧化酶也是昆蟲體內(nèi)的一類重要氧化酶,在體壁鞣化、硬化及著色過程中發(fā)揮著重要作用(Endler et al.,2018)。酚氧化酶能將表皮中的酚類物質(zhì)氧化為醌,醌與相應(yīng)的表皮蛋白發(fā)生鞣化,促使表皮硬化。此外,醌類物質(zhì)可發(fā)生一系列的聚合反應(yīng),形成黑色素而致使表皮著色(Gibert et al.,2018)。研究發(fā)現(xiàn),黃粉蟲幼蟲蛻皮初期,血淋巴酚氧化酶活性較高,隨著新表皮的不斷黑化和硬化,其活性逐漸下降,但在蛻皮結(jié)束后又逐漸升高,暗示酚氧化酶參與黃粉蟲幼蟲體壁的硬化(劉守柱等,2009)。楊偉克等(2019a)研究發(fā)現(xiàn),家蠶四齡將眠時(shí)酚氧化酶原基因PPO1和PPO2的表達(dá)量顯著升高,隨后逐漸減弱,但眠起后又逐漸增加,提示酚氧化酶原基因在家蠶蛻皮過程中發(fā)揮重要作用。

JH和20E是昆蟲機(jī)體極其重要的兩類激素,協(xié)同調(diào)控昆蟲的蛻皮、變態(tài)及生長發(fā)育(Kayukawa et al.,2017),并參與表皮黑色素的生成(Wu et al.,2016)。保幼激素類似物JHA能增強(qiáng)亞洲玉米螟五齡幼蟲的酚氧化酶活性,20E則抑制酚氧化酶活性(趙同偉,2015)。本研究結(jié)果表明,注射外源JH和20E均能促進(jìn)家蠶血淋巴PPO1和PPO2基因的表達(dá),顯著增加酚氧化酶活性。家蠶血淋巴PPO1和PPO2基因?qū)H和20E的響應(yīng)時(shí)間存在一定差異,經(jīng)JH處理后酚氧化酶原基因PPO1和PPO2僅在處理6和12 h時(shí)顯著上調(diào)表達(dá);而經(jīng)20E處理后PPO1和PPO2基因從處理3 h開始一直持續(xù)到12 h均呈上調(diào)表達(dá)趨勢。JH和20E對家蠶體壁PPO1和PPO2基因的影響恰好相反。JH抑制家蠶體壁PPO1和PPO2基因的表達(dá),降低酚氧化酶活性;而20E能促進(jìn)家蠶體壁PPO1基因上調(diào)表達(dá),但不影響PPO2基因的表達(dá)。昆蟲體壁的著色及鞣化過程均需要酚氧化酶參與,同時(shí)受蛻皮激素和保幼激素的協(xié)同調(diào)控,體壁酚氧化酶主要在蛻皮變態(tài)時(shí)參與舊表皮融離及新表皮合成(Liu et al.,2015;Gibert et al.,2018)。家蠶蛻皮時(shí)其機(jī)體內(nèi)的20E滴度較高,此時(shí)體壁PPO1基因受20E誘導(dǎo)作用,表達(dá)量增加,酚氧化酶被激活,參與家蠶蛻皮變態(tài)。JH的主要功能是維持蟲態(tài)及促進(jìn)其生長發(fā)育,并拮抗20E的作用,因此家蠶體壁PPO1和PPO2基因表達(dá)受JH抑制。本研究還發(fā)現(xiàn),不管是JH處理還是20E處理,家蠶血淋巴PPO1基因的相對表達(dá)量均高于PPO2基因,說明PPO1基因?qū)H和20E的響應(yīng)更強(qiáng),同時(shí)暗示PPO1在蠶體的激素代謝過程中可能發(fā)揮著更重要的作用。

已有的研究主要聚焦于JH和20E調(diào)控昆蟲絲腺相關(guān)基因P25、fib-H、fib-L和ser-1等的表達(dá),且近年來發(fā)現(xiàn)昆蟲激素對機(jī)體其他基因也有一定的調(diào)控作用(Zhao et al.,2015)。楊歡歡(2016)研究發(fā)現(xiàn),20E能促進(jìn)五齡前期家蠶絲腺磷酸吡哆醛激酶基因(PLK)和磷酸吡哆醇氧化酶基因(PNOP)的表達(dá),而JH對PLK和PNOP基因的表達(dá)具有抑制作用。Mai等(2017)通過研究家蠶抗菌肽基因Lebocin在其中腸的表達(dá)調(diào)控機(jī)制,發(fā)現(xiàn)20E可通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子BmBR-CZ4和BmEts,進(jìn)而啟動(dòng)Lebocin基因表達(dá)。此外,黑腹果蠅抗菌肽基因Drosocin、Cecropin和Attacin的表達(dá)可通過轉(zhuǎn)錄因子BR-C直接被20E調(diào)控,而不依賴于IMD通路;JH通過拮抗20E而抑制抗菌肽基因的表達(dá)(Verma and Tapadia,2015)。在半變態(tài)昆蟲東亞飛蝗的相關(guān)研究中,發(fā)現(xiàn)20E可作為激活劑與EcR-RXR配體結(jié)合,通過激活PGRP-SA調(diào)控抗菌肽基因Defensin和Diptericin及溶菌酶基因lysozyme的表達(dá)(Han et al.,2017)。20E或JH可通過作用于基因啟動(dòng)子區(qū)域的應(yīng)答調(diào)控元件實(shí)現(xiàn)對靶基因的調(diào)控(洪芳等,2016)。本研究發(fā)現(xiàn),在外源激素注射前期(3~12 h)家蠶酚氧化酶活性及其基因表達(dá)均顯著增加,但隨著時(shí)間的延長,激素逐漸被消耗代謝,酚氧化酶原基因的表達(dá)及其活性不再受其影響,逐漸恢復(fù)到對照組水平。由于本研究注射JH和20E的劑量較低,在設(shè)定的測定時(shí)間范圍內(nèi),蠶體并未出現(xiàn)病變及異常生理狀況,酚氧化酶原基因表達(dá)及其活性測定也局限在處理后的24 h內(nèi)。因此,若想通過昆蟲激素調(diào)控蠶體酚氧化酶活性,增強(qiáng)蠶體免疫能力,進(jìn)而培育抗逆新品種,則需對激素處理的劑量和時(shí)間進(jìn)行更深入細(xì)致的探究。

4 結(jié)論

家蠶酚氧化酶原基因PPO1和PPO2表達(dá)受JH和20E的調(diào)控,且激素對酚氧化酶原基因表達(dá)水平的影響與其酶活性變化規(guī)律一致,提示酚氧化酶不僅參與昆蟲激素的代謝,還與激素協(xié)同調(diào)控家蠶的蛻皮變態(tài)。

參考文獻(xiàn):

柴連琴,苗迎春,王樂. 2015. 20-羥基蛻皮酮對棉鈴蟲免疫系統(tǒng)的影響[J]. 四川動(dòng)物,34(5):739-747. [Chai L Q,Miao Y C,Wang L. 2015. The effects of 20-hydroxyecdysone on cotton bollworm immune system[J]. Sichuan Journal of Zoology,34(5):739-747.]

陳曉宇,時(shí)敏,陳學(xué)新. 2015. 昆蟲酚氧化酶原激活酶研究[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào),52(2):281-288. [Chen X Y,Shi M,Chen X X. 2015. The prophenoloxidase activating proteinase in insects[J]. Chinese Journal of Applied Entomo-logy,52(2):281-288.]

杜育哲,郭世宜,王秀玲,劉安西,汪清民,黃潤秋. 2002. 新型非甾醇蛻皮激素類殺蟲劑對棉鈴蟲幼蟲蛻皮的影響[J]. 昆蟲學(xué)報(bào),45(6):748-752. [Du Y Z,Guo S Y,Wang X L,Liu A X,Wang Q M,Huang R Q. 2002. The effects of a new type of nonsteroidal ecdysteroid agonist on cuticle formation in larvae of the cotton bollworm(Helicoverpa armigera)[J]. Acta Entomologica Sinica,45(6):748-752.]

洪芳,宋赫,安春菊. 2016. 昆蟲變態(tài)發(fā)育類型與調(diào)控機(jī)制[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào),53(1):1-8. [Hong F,Song H,An C J. 2016. Introduction to insect metamorphosis[J]. Chinese Journal of Applied Entomology,53(1):1-8.]

金華超,尹曉輝,朱國念. 2013. 四種殺菌劑對玉米螟赤眼蜂酚氧化酶活性的影響[J]. 昆蟲學(xué)報(bào),56(2):136-144. [Jin H C,Yin X H,Zhu G N. 2013. Effect of four fungicides on phenoloxidase activity in Trichogramma ostriniae(Hymenoptera:Trichogrammatidae)[J]. Acta Entomologica Sinica,56(2):136-144.]

李一波,曹廣春,賈苗,紀(jì)明山. 2017. 曲酸對飛蝗酚氧化酶以及其他生化酶活性的影響[J]. 環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào),39(3):640-649. [Li Y B,Cao G C,Jia M,Ji M S. 2017. The effects of kojic acid on the activities of phenoloxidase and other biochemical enzymes of Locust migratoria L.[J]. Journal of Environmental Entomology,39(3):640-649.]

劉守柱,薛超彬,羅萬春. 2009. 黃粉蟲幼蟲體壁硬化過程中酚氧化酶活性的變化[J]. 昆蟲學(xué)報(bào),52(9):941-945. [Liu S Z,Xue C B,Luo W C. 2009. Phenoloxidase acti-vity during cuticle sclerotization in larvae of Tenebrio molitor(Coleoptera:Tenebrionidae)[J]. Acta Entomologica Sinica,52(9):941-945.]

毛鈺霞,趙曉明,許雅香,沈衛(wèi)德,衛(wèi)正國. 2017. 不同家蠶品種與野桑蠶大齡期幼蟲血淋巴和體壁中的多酚氧化酶活性檢測分析[J]. 蠶業(yè)科學(xué),43(5):782-788. [Mao Y X,Zhao X M,Xu Y X,Shen W D,Wei Z G. 2017. Ana-lysis of polyphenol oxidase activity in hemolymph and integument during late developmental stage of different Bombyx mori varieties and Bombyx mandarina larvae[J]. Science of Sericulture,43(5):782-788.]

龐海玉,宇佳,遲德富,李曉燦,錢晶晶,張朝群. 2013. 20-羥基蛻皮甾酮對異色瓢蟲幼蟲的活力和保護(hù)酶活性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),29(2):288-293. [Pang H Y,Yu J,Chi D F,Li X C,Qian J J,Zhang C Q. 2013. Influence of 20-hydroxyecdysone on vitality and protective enzyme activities of fourth instar larvae of Harmonia axyridis Pallas[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,29(2):288-293.]

唐芬芬,楊偉克,朱峰,邵榆嵐,張永紅,白興榮. 2016. 家蠶核型多角體病毒對家蠶酚氧化酶活性及其基因表達(dá)的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào),32(32):25-28. [Tang F F,Yang W K,Zhu F,Shao Y L,Zhang Y H,Bai X R. 2016. BmNPV affecting the activity and gene expression of phenoloxidase in Bombyx mori[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,32(32):25-28.]

楊歡歡. 2016. 外源激素對家蠶磷酸吡哆醛合成酶轉(zhuǎn)錄水平的影響及轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析[D]. 合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué). [Yang H H. 2016. The study of the transtriptional level of synthetase of pyridoxal-5'-phosphate and the transcriptomics analysis in the silkworm,Bombyx mori[D]. Hefei:Anhui Agricultural University.]

楊偉克,劉增虎,鐘健,董占鵬. 2019a. 家蠶眠期血淋巴酚氧化酶活性變化及其基因表達(dá)分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),50(2):391-396. [Yang W K,Liu Z H,Zhong J,Dong Z P. 2019a. Variation of activity of phenoloxidase and its gene expression in hemolymph of Bombyx mori larvae during molting stage[J]. Journal of Southern Agriculture,50(2):391-396.]

楊偉克,唐芬芬,劉增虎,鐘健,董占鵬. 2019b. 喂食細(xì)菌對家蠶血淋巴酚氧化酶活性及其基因表達(dá)的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào),35(5):160-164. [Yang W K,Tang F F,Liu Z H,Zhong J,Dong Z P. 2019b. Feeding bacteria:Effect on phenoloxidase activity and its gene expression in hemolymph of Bombyx mori[J].Chinese Agricultural Science Bulletin,35(5):160-164.]

苑勝壘,管京敏,楊兵,路岸瑞,凌爾軍,宋紅生. 2016. 昆蟲免疫蛋白多酚氧化酶的研究進(jìn)展[J]. 生命科學(xué),28(1):70-76. [Yuan S L,Guan J M,Yang B,Lu A R,Ling E J,Song H S. 2016. Recent achievements on the insect important innate immunity protein prophenoloxidase[J]. Chinese Bulletin of Life Sciences,28(1):70-76.]

張道偉,陳靜. 2014. 酚氧化酶參與德國小蠊對大腸桿菌的免疫應(yīng)答[J]. 昆蟲學(xué)報(bào),57(10):1123-1132. [Zhang D W,Chen J. 2014. Phenoloxidase is involved in regulating immune response to Escherichia coli in Blattella germanica (Blattodea:Blattellidae)[J]. Acta Entomologica Sinica,57(10):1123-1132.]

趙同偉. 2015. 亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis Guenée酚氧化酶原的原核表達(dá)和性質(zhì)分析[D]. 揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué). [Zhao T W. 2015. Prokaryotic expression and characte-rization of prophenoloxidase from the Asian corn borer,Ostrinia furnacalis(Lepidoptera:Pyralidae)[D]. Yangzhou:Yangzhou University.]

Endler L,Gibert J M,Nolte V,Schl?tterer C. 2018. Pleiotropic effects of regulatory variation in tan result in correlation of two pigmentation traits in Drosophila melanogaster[J]. Molecular Ecology,27(16):3207-3218.

Gibert J M,Mouchel-Vielh E,Peronnet F. 2018. Pigmentation pattern and developmental constraints:Flight muscle attachment sites delimit the thoracic trident of Drosophila melanogaster[J]. Scientific Reports,8(1):5328. doi:10. 1038/s41598-018-23741-4.

Gui Z Z,Lee K S,Kim B Y,Choi Y S,Wei Y D,Choo Y M,Kang P D,Yoon H J,Kim I,Je Y H,Seo S J,Lee S M,Guo X,Sohn H D,Jin B R. 2006. Functional role of aspartic proteinase cathepsin D in insect metamorphosis[J]. BMC Developmental Biology,6:49. doi:10.1186/1471-213X-6-49.

Han P F,Han J,F(xiàn)an J Q,Zhang M,Ma E B,Li S,F(xiàn)an R J,Zhang J Z. 2017. 20-hydroxyecdysone activates PGRP-SA mediated immune response in Locusta migratoria[J]. Developmental and Comparative Immunology,72:128-139.

Jearaphunt M,Noonin C,Jiravanichpaisal P,Nakamura S,Tassanakajon A,S?derh?ll I,S?derh?ll K. 2014. Caspase-1-like regulation of the proPO-system and role of ppA and caspase-1-like cleaved peptides from proPO in innate immunity[J]. PLoS Pathogens,10(4):e1004059.

Kayukawa T,Jouraku A,Ito Y,Shinoda T. 2017. Molecular mechanism underlying juvenile hormone-mediated repression of precocious larval-adult metamorphosis[J]. Procee-dings of the National Academy of Sciences of the United States of America,114(5):1057-1062.

Liu S S,Wang M,Li X C. 2015. Overexpression of Tyrosine hydroxylase and Dopa decarboxylase associated with pupal melanization in Spodoptera exigua[J]. Scientific Reports,5:11273. doi:10.1038/srep11273.

Mai T Y,Chen S N,Lin X Y,Zhang X J,Zou X P,F(xiàn)eng Q L,Zheng S C. 2017. 20-hydroxyecdysone positively regulates the transcription of the antimicrobial peptide,lebocin,via BmEts and BmBR-C Z4 in the midgut of Bombyx mori during metamorphosis[J]. Developmental and Comparative Immunology,74:10-18.

Verma P,Tapadia M G. 2015. Early gene Broad complex plays a key role in regulating the immune response triggered by ecdysone in the malpighian tubules of Drosophila melanogaster[J]. Molecular Immunology,66(2):325-339.

Wang M X,Lu Y,Cai Z Z,Liang S,Niu Y S,Miao Y G. 2013. Phenol oxidase is a necessary enzyme for the silkworm molting which is regulated by molting hormone[J]. Molecular Biology Reports,40(5):3549-3555.

Wu T Y,Zhao Y,Wang Z Y,Song Q S,Wang Z X,Xu Q W,Wang Y J,Wang L B,Zhang Y Q,F(xiàn)eng C J. 2017. β-1,3-Glucan recognition protein 3 activates the prophenoloxidase system in response to bacterial infection in Ostrinia furnacalis Guenée[J]. Developmental and Comparative Immunology,79:31-43.

Wu Z X,Guo W,Xie Y T,Zhou S T. 2016. Juvenile hormone activates the transcription of cell-division-cycle 6 (Cdc6) for polyploidy-dependent insect vitellogenesis and ooge-nesis[J]. The Journal of Biological Chemistry,291(10):5418-5427.

Xu M,Wang X,Tan J,Zhang K,Guan X,Patterson L H,Ding H F,Cui H J. 2015. A novel Lozenge gene in silkworm,Bombyx mori regulates the melanization response of hemolymph[J]. Developmental and Comparative Immuno-logy,53(1):191-198.

Yang Y H,Tang H H,Zhang Y Y,Zhu F F,Lü P,Yao Q,Chen K P. 2018. Research progress on the immune mecha-nism of the silkworm Bombyx mori[J]. Physiological Entomology,43(3):159-168.

Zhang H H,Luo M J,Zhang Q W,Cai P M,Idrees A,Ji Q E,Yang J Q,Chen J H. 2018. Molecular characterization of prophenoloxidase-1(PPO1) and the inhibitory effect of kojic acid on phenoloxidase(PO) activity and on the development of Zeugodacus tau(Walker)(Diptera:Tephritidae)[J]. Bulletin of Entomological Research,109(2):236-247.

Zhao X M,Liu C,Jiang L Y,Li Q Y,Zhou M T,Cheng T C,Mita K,Xia Q Y. 2015. A juvenile hormone-transcription factor Bmdimm-fibroin H chain pathway is involved in the synthesis of silk protein in silkworm,Bombyx mori[J]. Journal of Biological Chemistry,290(2):972-986.

(責(zé)任編輯 蘭宗寶)

猜你喜歡
體壁家蠶
家蠶原原種“871”“872”種性變化分析
家蠶微粒子病防治的十點(diǎn)體會
抗BmNPV家蠶新品種“川抗1號”的育成
家蠶猝倒病的發(fā)生與防治
不同交配方式對家蠶種性影響
雙條杉天牛不同蟲期體壁碳?xì)浠衔镒兓?guī)律分析
超聲診斷胎兒肢體-體壁綜合征合并下肢并攏僵直與足外翻1例
魚礁區(qū)與池塘養(yǎng)殖刺參體壁營養(yǎng)成分的分析及評價(jià)
浙江省1973年引進(jìn)家蠶品種名
海參體壁膠原纖維簡化制備方法及其特性分析
山阴县| 旬阳县| 达孜县| 修文县| 汝南县| 榆树市| 若尔盖县| 东台市| 祁连县| 巴林右旗| 绿春县| 深州市| 松滋市| 江孜县| 台中县| 东至县| 佛冈县| 梓潼县| 隆德县| 酒泉市| 玉溪市| 渑池县| 凉城县| 册亨县| 舞钢市| 静乐县| 疏勒县| 仲巴县| 铜山县| 灵寿县| 镇康县| 永泰县| 察隅县| 扎鲁特旗| 县级市| 沧州市| 建瓯市| 兰考县| 遂川县| 青阳县| 肥西县|