棉铃虫ABCG1介导的Bt杀虫功能分析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31601646
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    萧玉涛
  • 依托单位：
    中国农业科学院农业基因组研究所
  • 学科分类：
    C1403.作物免疫与抗性
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Research of Bt (Bacillus thuringiensis) functional mechanism on taget pest will supply directions on monitor and management of Bt resistance. ABCC2 (ATP-Binding Cassette Sub-Family C Member2) is key receptor of Bt toxins in Lepidoptera, and new research reported that ABCA2，ABCC3 and ABCG1 had important roles in Bt insecticidal actions in Helicoverpa armigera, Spodoptera litura and Plutella xylostella respectively. This research will clone the full length of ABCG1 in Helicoverpa armigera, and restructure eukaryotic expressional vector to transfect Hi5 cells. Then Cry1Ac and Cry2Ab will be used to treat restructured Hi5 cells to analyzed ABCG1 mediated Bt insecticidal action. We will down-regulate expression of ABCG1 with RNAi and make bioassay with Cry1Ac and Cry2Ab to prove the function of ABCG1 in mediating insecticidal action of different Bt toxin. This project will make important contributions to Bt functional research and new finding of Bt resistant mechanism.
靶标害虫Bt作用机理的研究将为Bt抗性的监测与治理提供重要的理论指导。ABCC2是鳞翅目昆虫重要的Bt毒素受体，最新的研究发现其他三种ABC转运体，ABCA2，ABCC3和ABCG1分别在棉铃虫、斜纹夜蛾和小菜蛾里参与介导Bt毒素的杀虫功能。本项目拟以重要的Bt靶标害虫棉铃虫为研究对象，通过基因克隆获得ABCG1基因的全长序列，构建真核表达载体转染Hi5细胞系，用Cry1Ac和Cry2Ab处理细胞，分析ABCG1介导不同毒素的穿孔作用；进一步在棉铃虫体内利用RNAi的方法下调表达ABCG1，通过Cry1Ac和Cry2Ab两种毒素的生测实验验证目标基因参与介导不同Bt毒素杀虫的功能。本项目将综合以上两个方面的工作，深入解析ABC 转运体重要成员ABCG1识别并介导Bt毒素杀虫的机制，为Bt毒素作用机理的研究和可能的新Bt抗性机制发现做出重要贡献。

结项摘要

Bt作物长期种植导致一些害虫产生了抗性，小菜蛾Plutella xylostella对Cry1Ac毒素的抗性和white（ABCG1）基因下调表达显著相关，据此推测棉铃虫Helicoverpa armigera的HaABCG1基因下调表达很可能与Cry1Ac抗性同样存在内在联系。通过基因克隆获得HaABCG1基因的全长序列，构建真核表达载体转染Hi5细胞系，用Cry1Ac毒素处理细胞，分析HaABCG1是否介导Bt毒素的穿孔作用；进一步在棉铃虫体内利用RNAi的方法下调表达HaABCG1，通过Cry1Ac毒素的生测实验验证目标基因是否参与介导Bt毒素杀虫的功能。生物信息学分析表明HaABCG1基因的ORF含1896个核苷酸，编码631个氨基酸，棉铃虫ABCG1蛋白没有信号肽和O-糖基化位点，含4个N-糖基化位点，1个核苷酸结合结构域NBD和1个跨膜结构域TMD。系统进化分析显示，不同物种间ABCG1转运蛋白存在很高的相似度，其中，棉铃虫ABCG1和斜纹夜蛾Spodoptera litura的ABCG1相似度最高。亚细胞定位分析表明HaABCG1蛋白主要位于核膜和内质网上，细胞毒力实验证明HaABCG1蛋白不介导Cry1Ac毒素对Hi5细胞的毒力，HaABCG1不是Cry1Ac毒素的受体，也不是Cry1Ca、Cry2Aa和Cry1Fa的受体。RNAi和生物测定发现HaABCG1下调表达的棉铃虫品系不能在0.05μg/mL Cry1Ac毒素的人工饲料上正常生长，处理组和对照组幼虫体重变化差异不显著。体内和体外两方面的研究结果表明，棉铃虫ABCG1基因的下调表达与棉铃虫Cry1Ac抗性无关，棉铃虫ABCG1蛋白不是Cry1Ac毒素的受体。这是首次报道HaABCG1基因不参与棉铃虫Cry1Ac抗性。相关实验方案以及研究结论可为更深入探索棉铃虫以及其他重大农业害虫Bt抗性机制提供参考。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Resistance to Nilaparvata lugens in rice lines introgressed with the resistance genes Bph14 and Bph15 and related resistance types.
引入抗性基因 Bph14 和 Bph15 的水稻品系对褐飞虱的抗性及相关抗性类型
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0198630
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Han Y;Wu C;Yang L;Zhang D;Xiao Y
  • 通讯作者：
    Xiao Y
中国农业害虫防治科技 70 年的成就与展望
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    应用昆虫学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    萧玉涛;吴超;吴孔明
  • 通讯作者：
    吴孔明
A Single Point Mutation Resulting in Cadherin Mislocalization Underpins Resistance against Bacillus thuringiensis Toxin in Cotton Bollworm
导致钙粘蛋白错位的单点突变增强了棉铃虫对苏云金芽孢杆菌毒素的抵抗力
  • DOI：
    10.1074/jbc.m116.768671
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Biological Chemistry
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Xiao Yutao;Dai Qing;Hu Ruqin;Pacheco Sabino;Yang Yongbo;Liang Gemei;Soberon Mario;Bravo Alej;ra;Liu Kaiyu;Wu Kongming
  • 通讯作者：
    Wu Kongming
入侵云南草地贪夜蛾的分子鉴定
  • DOI：
    10.16688/j.zwbh.2019121
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    植物保护
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张磊;靳明辉;张丹丹;姜玉英;刘杰;吴孔明;萧玉涛
  • 通讯作者：
    萧玉涛
草地贪夜蛾对化学农药和Bt作物的抗性机制及其治理技术研究进展
  • DOI：
    10.13802/j.cnki.zwbhxb.2019.2019048
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    植物保护学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴超;张磊;廖重宇;吴孔明;萧玉涛
  • 通讯作者：
    萧玉涛

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棉铃虫综合调控GST基因簇产生多种农药抗性的机制
  • 批准号：
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  • 项目类别：
    面上项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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