阿维菌素靶向朱砂叶螨GABAR功能位点及GABA调控机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31801759
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    徐志峰
  • 依托单位：
    西南大学
  • 学科分类：
    C1405.植物化学保护
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Avermectins acts on γ-aminobutyric acid receptors with two different mechanisms: one is activators, and another is modulators. Abamectin can directly activate the γ-aminobutyric acid receptor and the content change of γ-aminobutyric acid is involved in abamectin resistance in Tetranychus cinnabarinus. The researches in Tetranychus cinnabarinus also revealed that there were two different mechanisms of abamectin. This difference is extremely likely resulted from the difference of action sites. Thus, present project intend to simulate the action sites of abamectin on the receptors and induce the mutant sites into the receptor genes. After expressed in Xenpous oocytes, the susceptibility of normal and mutant receptors would be detected by voltage clamp and the action mode and sites of abamectin ensured by the result. Finally, the susceptibility change of different genetic receptors would be detected before and after γ-aminobutyric acid application and furtherly revealed the regulation mechanism of γ-aminobutyric acid for effect of abamectin. The result will identify the action mode and sites of abamectin and clarify the molecular mechanism of γ-aminobutyric acid mediated abamectin resistance in mites.
阿维菌素类杀虫剂以两种方式作用于γ-氨基丁酸受体，一种是激动剂，另一种是变构剂。在朱砂叶螨的前期研究中发现，阿维菌素可作为激动剂直接激活γ-氨基丁酸受体，同时γ-氨基丁酸量变可影响阿维菌素的杀螨活性，说明阿维菌素可能也存在变构或是竞争结合的作用效果，而药剂作用模式的不同往往与其靶标作用位点的差异密切相关。因此，本项目拟采用分子对接的方法预测阿维菌素靶向朱砂叶螨γ-氨基丁酸受体的作用位点；根据预测结果突变阿维菌素潜在靶向位点后转入爪蟾卵母细胞表达，然后使用电压钳检测突变前后受体蛋白对阿维菌素的敏感性变化，确定阿维菌素的作用模式及靶标作用位点；最后，比较在加入γ-氨基丁酸前后，不同基因型受体对阿维菌素的敏感性变化，明确γ-氨基丁酸对阿维菌素作用效果的调控机制。以期鉴定阿维菌素对朱砂叶螨γ-氨基丁酸受体的作用模式、靶向位点，阐明γ-氨基丁酸介导阿维菌素抗药性的分子机制。

结项摘要

以朱砂叶螨和二斑叶螨为代表的农业害螨给农业生产带来极大的危害和损失。叶螨普遍具有个体小、寄主范围广、生殖能力强、繁殖速度快、易接触药剂等特点，因此极易对化学杀螨剂产生抗药性。在朱砂叶螨的研究中发现其阿维菌素抗性种群中GABA含量增加，也暗示着GABA量变可能影响阿维菌素的杀螨活性。本研究正是基于以上研究背景，以鉴定阿维菌素对朱砂叶螨GABAR的作用模式，明确朱砂叶螨对阿维菌素的抗性机制为研究目的，进行了系统深入的研究，并取得了以下研究结果。.1. GABA量变介导朱砂叶螨对阿维菌素敏感性.采用三种方法提高螨体内GABA的含量，并检测GABA含量增加后其对阿维菌素的敏感性变化。第一种方法直接喷施GABA，检测结果发现，相对于空白对照，GABA处理后的朱砂叶螨在多个浓度的阿维菌素处理下，死亡率显著下降，耐药性增加；第二种方法是使用GABA转氨酶（GABA-transferase, GABA-T）的抑制剂氨己烯酸处理朱砂叶螨，检测结果显示朱砂叶螨体内的GABA含量明显增加，且对阿维菌素的耐药性有显著上升；第三种方法是使用RNA干扰的方法抑制GABA-T，检测结果显示GABA-T基因的表达量被成功沉默后，朱砂叶螨GABA的含量显著增加，且在两个浓度的阿维菌素处理后死亡率显著下降。表明GABA的量变可介导朱砂叶螨对阿维菌素的敏感性，也暗示着阿维菌素对朱砂叶螨GABAR可能具有竞争结合或是变构的作用模式。.2.阿维菌素对朱砂叶螨GABAR的作用模式研究.GABAR对GABA的敏感，在10-3M的GABA诱导下可形成一个极大的电流；同时GABAR可在10-5M阿维菌素诱导下产生电流，但是对10-6M阿维菌素并不敏感，表明阿维菌素可作为激动剂直接作用与朱砂叶螨的GABAR。在GABA和阿维菌素先后作用或是共同作用下，GABAR电流反应明显被抑制，说明了阿维菌素可能对朱砂叶螨GABAR起变构作用。.3.分子对接严重阿维菌素作用模式.采用分子对接技术预测阿维菌素对朱砂叶螨GABAR的活性位点，发现了十一个可能潜在的靶标位点，而且与已经报道其他物种中的GABA的作用位点并不相同，暗示着阿维菌素和GABA并不存在竞争结合，该结果为阿维菌素对GABAR的作用模式为变构作用的推论提供了间接证据。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
P8 nuclear receptor responds to acaricides exposure and regulates transcription of P450 enzyme in the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae
P8 核受体对杀螨剂暴露作出反应并调节二斑叶螨 P450 酶的转录
  • DOI：
    10.1016/j.cbpc.2019.108561
  • 发表时间：
    2019-10-01
  • 期刊：
    COMPARATIVE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY C-TOXICOLOGY & PHARMACOLOGY
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Hu Jia;Liu Peiling;He Lin
  • 通讯作者：
    He Lin
The interaction between abamectin and RDL in the carmine spider mite: a target site and resistant mechanism study
阿维菌素和 RDL 在胭脂红叶螨中的相互作用：靶位点和抗性机制研究
  • DOI：
    10.1016/j.pestbp.2020.01.010
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Pesticide Biochemistry and Physiology
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Xu Zhifeng;Hu Yuan;Hu Jia;Qi Cuicui;Zhang Mengyu;Xu Qiang;He Lin
  • 通讯作者：
    He Lin
Sodium selenite-carbon dots nanocomposites enhance acaricidal activity of fenpropathrin: Mechanism and application
亚硒酸钠-碳点纳米复合材料增强甲氰菊酯杀螨活性的机制及应用
  • DOI：
    10.1016/j.scitotenv.2021.145832
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Science of the Total Environment
  • 影响因子：
    9.8
  • 作者：
    Qi Cuicui;Xu Zhifeng;Qian Kun;Shen Guangmao;Rong Shuang;Zhang Chenghao;Zhang Ping;Ma Chuanxin;Zhang Youjun;He Lin
  • 通讯作者：
    He Lin
朱砂叶螨硒代谢通路基因筛选及硒磷酸合成酶TcSPS1的原核表达和特性分析
  • DOI：
    10.16380/j.kcxb.2021.05.003
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    昆虫学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张梦宇;戚翠翠;胡佳;徐志峰
  • 通讯作者：
    徐志峰
Transcription response of Tetranychus cinnabarinus to plant-mediated short-term and long -term selenium treatment
朱砂叶螨对植物介导的短期和长期硒处理的转录反应
  • DOI：
    10.1016/j.chemosphere.2020.128007
  • 发表时间：
    2021-01-01
  • 期刊：
    CHEMOSPHERE
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Xu, Zhifeng;Qi, CuiCui;He, Lin
  • 通讯作者：
    He, Lin

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘志楼

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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

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          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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