棉酚诱导棉蚜P450 CYP6A2表达调控机制研究

棉蚜是一种重要的世界性农业害虫，通过取食和病毒传播来危害农作物。棉酚是棉属植物特有的萜烯类化合物，也是在棉花体内发现最早、抗蚜效果最明显的一类次生物质。前期研究表明，棉蚜细胞色素P450含量和CPY6A2表达量均能被高剂量棉酚诱导。这可能是棉蚜利用棉酚作为化学感应信号来启动其防御机制进而应对棉酚胁迫的重要生理机能。本项目拟通过确定棉蚜CYP6A2启动子区域棉酚核心应答元件；并经超表达和RNA干扰验证，明确棉蚜CYP6A2的表达调控途径，进一步通过杆状病毒表达系统表达棉蚜CYP6A2代谢棉花次生物质，明确其对棉花次生物质的代谢专一性。本项目选取棉酚作为诱导棉蚜P450酶系表达调控研究的外源性物质具有典型的代表性。研究棉蚜P450对植物次生物质底物专一性及其调控机制，对深入研究害虫植物次生物质耐受性机制，及植食性昆虫与植物的协同进化机制有重要意义，还可为新型农药和抗虫新品种的研制提供理论依据。

棉蚜是一种重要的世界性的农业害虫，主要通过刺吸植物汁液取食和病毒传播损害农作物。棉酚是棉花体内发现最早、抗蚜效果最明显的一类次生物质，选取棉酚作为诱导棉蚜细胞色素P450酶系表达调控研究的外源性物质具有典型的代表性。前期实验发现：棉蚜细胞色素P450含量和CPY6A2表达量均能被高剂量棉酚诱导。极有可能是棉蚜利用棉酚作为化学感应信号来启动其防御机制进而应对棉酚胁迫的重要生理机能。. 本项目经过三年的探索，深入研究了棉酚对棉蚜CYP6A2的诱导表达调控机制。通过染色体步移方法，克隆获得棉蚜CYP6A2、CYP6J1启动子及棉蚜CncC阅读框全序列。结果显示：棉酚可以显著诱导CYP6A2 mRNA表达量及其启动子活性，沉默CYP6A2显著降低棉蚜对棉酚的耐受能力。当采用400 mg•L-1棉酚诱导棉蚜48h和72h后，CYP6A2的表达量提高了300倍以上，并且随棉酚浓度的升高其表达量显著提高；转录因子CncC可以显著提高CYP6A2启动子活性，沉默 CncC 和 Keap 对棉蚜CYP6A2表达量有显著影响。获得CYP6A2 mRNA全长序列，并经杆状病毒成功表达系统表达棉蚜CYP6A2，但其极易失去活性并未能成功用于后续的代谢实验，表达方法还需进行优化。. 研究植物次生物质对棉蚜细胞色素P450的诱导及其调控机制，对深入研究害虫对植物次生物质而诱发的适应能力及诱发机制、植食性昆虫与植物的协同进化作用机制有重要意义，还可为新型农药的研制和开发提供理论依据。