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烟粉虱Bemisia tabaci自十九世纪末首次发现以来,现已在全球热带、亚热带及相邻温带地区的90多个国家有记录。近年的分子系统发育分析和杂交试验的结果表明,烟粉虱是一个至少含35个隐种的复合种,其中少数隐种已成为世界性农业害虫。在这些害虫中,MEAM1(Middle East-Asia Minor1)隐种(原称为B型烟粉虱)因其强大的入侵能力而倍受关注,而其强大的入侵能力可能与多种因素有关,如：逆境生存能力、寄主适应能力等。本实验室前期发现烟粉虱MEAM1隐种取食感染病毒的植株后,其体内的SOD (Superoxide dismutase)活性受到影响,并且温度胁迫能够导致烟粉虱MEAM1体内CuZnSOD活性显著升高,本研究在此基础上试图从分子水平揭示烟粉虱SOD在其入侵和防御外界不适条件中的作用机制,从而为烟粉虱的防控提供理论依据。结果如下(1)烟粉虱MnSOD (Bt-MnSOD)基因的克隆、表达以及各种胁迫下活性测定通过RACE方法获得了MEAM1MnSOD的cDNA全长,并对其序列进行了分析。结果表明Bt-MnSOD cDNA序列全长为1210个碱基。其中开放阅读框ORF为675个碱基,编码224个氨基酸,并且含有一个25个氨基酸组成的转运肽。同源性分析表明,该基因含有MnSOD的典型特征：4个Mn结合位点(His54、 His102、Asp186、His190)和第186到193的氨基酸序列(DVWEHAYY)都是高度保守的。系统进化分析表明该基因是一个线粒体MnSOD。经原核表达和纯化获得了该基因的融合蛋白,并检测了其在不同温度下的热稳定性。采用qRT-PCR检测了该基因在MEAM1不同虫态下的表达量,结果表明其在伪蛹期的表达量最高,说明Bt-MnSOD可能在伪蛹期生长发育的过程中起着重要作用。最后,设置了三种不同的处理：高低温、寄主转换、农药处理,结果表明,这三种处理都会导致MEAM1体内MnSOD活性的显著增加。同时,在寄主转换条件下,用qRT-PCR分别对该基因在MEAM1和Asia Ⅱ3两个引种中的表达量进行了检测,发现Bt-MnSOD在MEAM1体内表达量显著增加,而在Asia Ⅱ3中,差异不显著。我们推测Bt-MnSOD在MEAM1应对逆境胁迫和入侵取代Asia Ⅱ3的过程中起着重要作用。(2)烟粉虱胞外CuZuSOD (Bt-ecCuZnSOD)基因的克隆以及逆境胁迫下的表达量检测通过RACE获得了Bt-ecCuZnSOD基因857bp的序列,其中ORF包括了564个碱基,编码187个氨基酸,其N端含有一条由24个氨基酸组成的信号肽。和其他物种的CuZnSOD序列进行同源性比对发现,Bt-ecCuZnSOD含有的Cu结合位点(His81、His83、His98、His155)、Zn结合位点(His98、His106、His115、 Asp118)、半胱氨酸(Cys92和Cys181)以及位于氨基酸79到89的序列(GMHVHEKGDLR)和173到184之间的序列(GNAGRRVACGII)在CuZnSOD中都是保守的。同时,系统进化分析表明该基因是一个胞外CuZnSOD。 Bt-ecCuZnSOD在MEAM1中随着虫体的生长,其表达量逐渐增加,表明该基因在烟粉虱的生长发育过程中起着重要作用。在高低温和寄主转换条件下,用qRT-PCR检测了Bt-ecCuZnSOD在MEAM1和Asia Ⅱ3中表达量的变化,通过比较分析推测Bt-ecCuZnSOD很可能在MEAM1取代Asia Ⅱ3的过程中起着一定的作用。综上所述,本研究结果表明Bt-MnSOD和Bt-ecCuZnSOD这两个基因在烟粉虱MEAM应对逆境胁迫下产生积极作用,从而为从分子水平进一步研究烟粉虱的入侵和防御机制提供了理论依据。