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基于转录组测序分析呋虫胺胁迫对家蚕组织解毒酶系与转运蛋白基因表达的影响
摘要 为揭示家蚕对呋虫胺(4 mg/L)胁迫的解毒酶系代谢响应及转运蛋白基因表达变化,分析中肠、脂肪体、中部丝腺和后部丝腺的转录组数据,并通过qRT-PCR验证差异表达的解毒酶基因。结果显示,细胞色素P450酶系(cytochrome P450,P450)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)、UDP葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyltransferase,UGT)等解毒酶相关差异表达基因,以及与解毒代谢相关的转运蛋白ATP结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette,ABC)和溶质载体药物转运体(solute carrier,SLC)基因家族的表达在不同组织中有显著差异。P450酶系中,CYP6AN2、CYP4G23、CYP340a1和CYP15C1基因在中肠、脂肪体、中部丝腺和后部丝腺的表达上调,CYP18a1、CYP6AN2和CYP340C1在中肠、中部丝腺和后部丝腺表达下调,脂肪体未见下调基因。CarE基因中,ae19、NOTUM、ie2等在中肠、脂肪体、丝腺的表达上调,Care11、cce3、cce6等基因表达下调。GST基因在中肠、脂肪体和丝腺的主要上调基因为GSTt1、GSTe2和GSTd1,GSTd2、GST1-like、GSTe1等下调。UGT基因在中肠、脂肪体、丝腺的上调基因包括UGT47A1、LOC100862822等,而UGT10288在中肠、中部丝腺和后部丝腺表达下调。ABC基因中,ABCF2、ABCG、ABCD2、ABCF4等基因表达上调,ABCF4、ABCF1、ABCGBm3、ABCG1等基因表达下调。SLC基因在各组织中的上调基因为SLC2A6、SLCO4A1、SLC12A4等,而下调基因为SLC-17.2、SLC35B1、SLC23A2等。酶活性分析显示,呋虫胺处理后中肠和脂肪体中的P450、CarE、GST和UGT酶活性显著变化(P<0.01),而丝腺中未见显著变化。Western blot结果表明,呋虫胺显著诱导了CYP6AN2和ie2蛋白的上调。总之,家蚕对杀虫剂胁迫的代谢响应在不同组织中具有差异性,解毒酶基因的表达和酶活性受到显著调控。