井岡黴素刺激褐飛虱生殖的分子機制研究

《井岡黴素刺激褐飛虱生殖的分子機制研究》是依託揚州大學，由吳進才擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：井岡黴素刺激褐飛虱生殖的分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳進才
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

井岡黴素是一種低毒生物殺菌劑，是我國防治水稻紋枯病的主打藥劑、生產上往往頻繁多次使用。我們在國內外首次發現井岡黴素刺激褐飛虱生殖現象，而且葉面噴霧處理的刺激效應大於點滴處理，但刺激生殖的機制至今不清楚。本項目採用雙向電泳、LC-MS/MS及de-novo測序技術進行蛋白質組、轉錄組分析，篩選出與刺激生殖相關的關鍵基因；然後進行RNAi試驗，通過qRT-PCR對RNAi效果驗證；通過Kegg 和Pathway方法分析後，對相關基因用免疫共沉澱技術研究基因互作。目標是要闡明井岡黴素這個特殊藥劑刺激褐飛虱生殖的分子機制。本項目將對發展害蟲再猖獗理論、科學利用井岡霉在防治病害中的積極作用，避免其可能導致褐飛虱再猖獗發生的消極作用等方面具有重要意義。項目的特色和創新點為：研究材料（井岡黴素）特色鮮明，在國內外屬空白研究；同時從脂肪體和卵巢的蛋白質組及轉錄組分析關鍵基因及其刺激生殖功能在國內外也屬首次

結題摘要

背景：褐飛虱是典型的再猖獗型水稻重大害蟲。過去有關殺蟲劑刺激褐飛虱生殖有許多研究。殺菌劑井岡黴素刺激褐飛虱生殖研究幾乎是空白。而井岡黴素是防治水稻紋枯病的主要藥劑。如果使用不當，有可能使稻飛虱發生再猖獗。因此有必要系統研究井岡黴素刺激褐飛虱生殖的機制。 研究內容：（1）井岡黴素不同使用方式、不同劑量對褐飛虱生殖的影響；（2）井岡黴素處理的褐飛虱耐高溫及其分子機制；（3）井岡黴素處理的褐飛虱蛋白組、轉錄組分析；（4）刺激褐飛虱生殖的關鍵基因及功能研究；（5）井岡黴素對自然種群增長的影響。 重要結果：井岡黴素葉面噴霧處理的褐飛虱產卵量顯著高於點滴和莖稈噴霧，莖稈噴霧對產卵沒有影響；葉面噴霧褐飛虱卵巢和脂肪體蛋白含量也顯著高於點滴和莖稈噴霧；不同濃度處理以200ppm產卵量最大，分別比點滴組和莖稈處理組產卵量增加13.3%, 43.5%。100-200ppm明顯刺激褐飛虱生殖，大於400ppm影響不明顯。井岡黴素處理增強了褐飛虱抗高溫能力，高溫（40℃）處理後48h有對照組死亡80%以上下降到55%，致死中時間（LT50）也顯著延長。RNAi試驗表明Hsp70和Acc基因是井岡黴素誘導褐飛虱耐熱性增強的關鍵基因，其中Hsp70與生殖無關，而Acc基因調控生殖和耐高溫。蛋白組學分析和RNAi試驗證實脂肪合成酶（FAS）和甘油三脂脂肪酶（Atgl）是調控井岡黴素刺激生殖的關鍵基因。沉默這兩個基因消除了刺激生殖效應。進行的透射電鏡觀察顯示井岡黴素處理的羽化1-2天（1DAE， 2DAE）的雌蟲卵母細胞中脂滴大小顯著下降，1DAE和 2DAE分別下降32.6%和29.8%；蛻皮激素下降36.0%和30.0%；相反保幼激素水平增加49.7%和45.7%。 科學意義：生產上為避免使用井岡黴素而導致褐飛虱再猖獗可以用高濃度莖稈噴霧，或在田間褐飛虱沒有發生時用井岡黴素防治紋枯病；對井岡黴素刺激褐飛虱生殖的分子機制研究成果發展了害蟲再猖獗理論。