二酰胺类杀虫剂对害虫和天敌的选择性机理研究

批准号:
31000849
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
黄佳
依托单位:
学科分类:
C1402.农业昆虫学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡萃、方琦、赵子霄、吴顺凡、王飞、叶恭堂
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中文摘要
以氟虫酰胺和氯虫酰胺为代表的二酰胺类杀虫剂具有独特的化学结构,新颖的作用方式,高效广谱的生物性能和卓越的环境生态安全性,是具有革命性的新一代杀虫剂。其作用于害虫的鱼尼丁受体(RyR),而对非靶标节肢动物具有良好选择性,从而保护了寄生蜂等天敌和传粉昆虫,特别适合于害虫综合治理(IPM)。本项目选择二化螟和二化螟绒茧蜂这一对重要水稻昆虫作为模型,通过克隆两者RyR基因和构建序列置换突变体,并在HEK-293细胞系表达进行药理学实验,发现二酰胺类杀虫剂在害虫和天敌RyR上不同作用模式和位点,为基于靶标的农药分子设计提供模型和依据,也为特异性杀虫剂的前期开发和高通量筛选提供有效的筛选细胞系。对此类杀虫剂作用机制的进一步研究将有助于我们更深入地了解其作用特性,为新农药的创制和今后杀虫剂抗性问题的研究提供理论和技术支撑。
英文摘要
以氟虫酰胺(flubendiamide)和氯虫酰胺(chloratraniliprole)为代表的二酰胺类杀虫剂具有独特的化学结构,新颖的作用方式,高效广谱的生物性能和卓越的环境生态安全性,是具有革命性的新一代杀虫剂。其作用于害虫的鱼尼丁受体(ryanodine receptor, RyR),而对非靶标节肢动物具有良好选择性,从而保护了寄生蜂等天敌和传粉昆虫,特别适合于害虫综合治理。本项目选择二化螟和二化螟绒茧蜂这一对重要水稻昆虫作为模型,从水稻害虫二化螟中克隆得到了15562bp的完整鱼尼丁受体CsRyR的基因序列,其中包含一个15387bp,编码5128个氨基酸的开放阅读框(ORF)。定量PCR结果显示该基因在二化螟的肌肉组织有高丰度表达,符合针对该靶标的杀虫剂导致害虫肌肉剧烈收缩致死的症状。将该受体基因CsRyR连接到pcDNA3的载体后通过脂质体稳定转染到HEK-293细胞系中,获得了稳定表达CsRyR的细胞株。钙离子成像实验表明,该细胞株高效表达二化螟鱼尼丁受体蛋白,能够被低至1 nM的氟虫酰胺和氯虫酰胺激活,适合用于杀虫活性物质的高通量筛选。相关成果已经获得授权专利《二化螟鱼尼丁受体基因CsRyR及其编码的蛋白和应用》(专利公开号:CN102628049B),并发表SCI论文4篇。此外,还在二化螟优势寄生蜂二化螟绒茧蜂中克隆得到了鱼尼丁受体的全长序列(CcRyR),共编码5121个氨基酸。序列对比显示CsRyR和CcRyR的序列在绝大部分区域高度保守,只有跨膜区CcRyR4490-4700这大概200个氨基酸的序列差异是最大的,有较大片段的缺失和插入。目前已经克隆这部分片段,然后把二化螟CsRyR中的对应序列用寄生蜂的该序列替换,验证是否该区域导致了二酰胺类杀虫剂对靶标害虫和天敌的高度选择性。本项目首次克隆得到我国主要农业害虫的RyR基因序列,并获得可以用于高通量筛选的RyR的离体表达细胞系。另外还发现了二酰胺类杀虫剂在害虫和天敌RyR上不同作用的可能靶标序列,可以为基于靶标的农药分子设计提供模型和依据。对此类杀虫剂作用机制的进一步研究将有助于我们更深入地了解其作用特性,为新农药的创制和今后杀虫剂抗性问题的研究提供理论和技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The characterization of a concentration-sensitive alpha-adrenergic-like octopamine receptor found on insect immune cells and its possible role in mediating stress hormone effects on immune function
昆虫免疫细胞上发现的浓度敏感α-肾上腺素能样章多巴胺受体的特征及其在介导应激激素对免疫功能影响中的可能作用
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Brain, Behavior, and Immunity
影响因子:--
作者:Huang, Jia;Wu, Shun-Fan;Li, Xiu-Hua;Adamo, Shelley A.;Ye, Gong-Yin
通讯作者:Ye, Gong-Yin
Molecular Characterization of the Sigma Class Gutathione S-Transferase From Chilo suppressalis and Expression Analysis Upon Bacterial and Insecticidal Challenge
二化螟 Sigma 类谷胱甘肽 S-转移酶的分子表征以及细菌和杀虫挑战下的表达分析
DOI:10.1603/ec11181
发表时间:2011-12-01
期刊:JOURNAL OF ECONOMIC ENTOMOLOGY
影响因子:2.2
作者:Huang, Jia;Wu, Shunfan;Ye, Gongyin
通讯作者:Ye, Gongyin
Characterization of a beta-adrenergic-like octopamine receptor from the rice stem borer (Chilo suppressalis)
水稻二化螟 (Chilo二化螟) β-肾上腺素样章多巴胺受体的表征
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Journal of Experimental Biology
影响因子:2.8
作者:Wu, Shun-Fan;Yao, Yao;Huang, Jia;Ye, Gong-Yin
通讯作者:Ye, Gong-Yin
Evaluation of Lethal Effects of Chlorantraniliprole on Chilo suppressalis and Its Larval Parasitoid, Cotesia chilonis
氯虫苯甲酰胺对二化螟及其幼虫寄生蜂的致死效果评价
DOI:--
发表时间:2011
期刊:Agricultural Sciences in China
影响因子:--
作者:Huang Jia;Wu Shun-fan;Ye Gong-yin
通讯作者:Ye Gong-yin
芦竹碱和大麦芽碱杀虫活性的作用机制研究
- 批准号:Z24C140013
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:黄佳
- 依托单位:
新颖杀虫剂Flupyrimin的作用机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:黄佳
- 依托单位:
拮抗章鱼胺受体阻断产卵的害虫防治技术研究
- 批准号:32072496
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:黄佳
- 依托单位:
昆虫特异性5-羟色胺受体的功能研究
- 批准号:LR19C140002
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:黄佳
- 依托单位:
甲脒类杀虫剂的分子靶标研究
- 批准号:31572039
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:67.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:黄佳
- 依托单位:
国内基金
海外基金
