昆虫乙酰胆碱酯酶基因研究进展.pdfVIP

1 昆虫乙酰胆碱酯酶基因研究进展 林同，李立娜 华南农业大学林学院，510642 E-mail：lintong@ 摘 要：昆虫乙酰胆碱酯酶是有机磷杀虫剂和氨基甲酸酯类杀虫剂的作用靶标，乙酰胆碱酯 酶基因突变可导致乙酰胆碱酯酶对杀虫剂不敏感而是昆虫产生抗药性。黑腹果蝇和家蝇等昆 虫只有一个乙酰胆碱酯酶基因，但冈比亚按蚊等昆虫乙酰胆碱酯酶基因有两个或多个拷贝。 本文还综述了昆虫乙酰胆碱酯酶基因的结构和表达调控等。 关键词：乙酰胆碱酯酶基因；基因点突变；抗药性；基因拷贝 乙酰胆碱酯酶（AChE ）是在神经系统中的一种主要的酶，能通过催化神经传递介质胆 碱酯酶的水解而终止神经冲动。AChE是有机磷酸酯类(OP)和氨基甲酸酯类杀虫剂的主要靶 标[1] [2，3] ，数量和性质的改变会使昆虫对杀虫剂产生抗性 。 1. 昆虫乙酰胆碱酯酶基因的结构与表达调控 [4] 人们已经研究了20多种昆虫乙酰胆碱酯酶生化特性 ，并对一些昆虫乙酰胆碱酯酶基因 (Ace)结构进行了分子分析，这些昆虫包括黑腹果蝇 （Drosophi la melanogaster ）[5]、印度按 [6] [7] 蚊（Anopheles stephensi ） 、埃及伊蚊（Aedes aegypti ） 、马铃薯叶甲（Leptinotarsa [8] [9] [10] decemlineata ） 、、家蝇（Musca domestica ） 、尖音库蚊（Culex pipiens） 、黑尾夜蝉 [11] [12] （Nephotettix cincticeps ） 、铜绿蝇 （Lucilia cuprina ） 、麦二叉蚜 （Schizaph is graminum ） [13] [14] [15] 、油橄榄果实蝇（Bactrocera oleae ） 、棉蚜（Aphis gossypii ） 和冈比亚按蚊（A. gambiae ） [16]等。 铜绿蝇AChE序列和其他双翅目昆虫的高度同源，尤其是和家蝇和黑腹果蝇。铜绿蝇序 列与家蝇的AChE有92.4%的氨基酸相似性，与黑腹果蝇的有85.3%氨基酸相似性，近似于按 蚊和伊蚊之间的相似性[6，7] 。 麦二叉蚜完整的cDNA序列有3283bp,其中包含2028 bp 的开放阅读框（ORF ），起始密 码子（蛋氨酸）在257 bp处。终止密码子TGA在2285–2287bp处，后面是976 bp非翻译区， 其中包括23 bp poly(A) 尾。在3 ＇非翻译区poly(A) 尾上游 15 bp处有一个典型的AATAAA 信号。在非编码区 （222–223 bp位置）和编码区(1775–1776 bp位置)各有一个EcoR I位点，在 C末端非编码区(3181–3182 位置)有 Hind III位点[13] 。 黑腹果蝇[17]和斯氏按蚊(A. stephensi) [6] AChE基因有9 个内含子。埃及伊蚊乙酰胆碱酯 酶基因5 ＇非翻译区前导序列中有一个很长的内含子 （19kb ）,其大小及位置和果蝇乙酰胆碱 酯酶基因5 ＇非翻译区前导序列中的第一个内含子相似[18] ；在开放阅读框内的内含子和外显 子有很强的保守性[6，17] ，但第一和第二个内含子 （分别是19kb和大于7kb ）比印度按蚊乙酰