Evolution of resistance to insectic

Evolution of resistance to insecticides usually has fitness tradeoffs associated with adaptation to the stress. The basic regulation mechanism of tradeoff between reproduction and resistance evolution to Bacillus thuringiensis (Bt) toxin in the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Ha), based on the vitellogenin (Vg) gene expression was analyzed here. The full-length cDNA of the Vg gene HaVg (JX504706) was cloned and identified. HaVg has 5704 base pairs (bp) with an open reading frame (ORF) of 5265 bp, which encoded 1756 amino acid protein with a predicted molecular mass of 197.28 kDa and a proposed isoelectric point of 8.74. Sequence alignment analysis indicated that the amino acid sequence of HaVg contained all of the conserved domains detected in the Vgs of the other insects and had a high similarity with the Vgs of the Lepidoptera insects, especially Noctuidae. The resistance level to Cry1Ac Bt toxin and relative HaVg mRNA expression levels among the following four groups: Cry1Ac-susceptible strain (96S), Cry1Ac-resistant strain fed on artificial diet with Bt toxin for 135 generations (BtR stands for the Cry1Ac Bt resistance), progeny of the Cry1Ac-resistant strain with a non-Bt-toxin artificial diet for 38 generations (CK1) and the direct descendants of the 135th-generation resistant larvae which were fed on an artificial diet without the Cry1Ac protein (CK2) were analyzed. Compared with the 96S strain, the resistance ratios of the BtR strain, the CK1 strain and the CK2 strain were 2917.15-, 2.15- and 2037.67-fold, respectively. The maximum relative HaVg mRNA expression levels of the BtR strain were approximately 50% less than that of the 96S strain, and the coming of maximum expression was delayed for approximately 4 days. The overall trend of the HaVg mRNA expression levels in the CK1 strain was similar to that in the 96S strain, and the overall trend of the HaVg mRNA expression levels in the CK2 strain was similar to that in the BtR strain. Our results suggest that the changes in reproduction due to the Bt-toxin resistance evolution in the BtR strain may be regulated by the Vg gene expression. The down-regulation of HaVg at the early stages resulted in a period of delayed reproduction and decreased fecundity in the BtR strain. This performance disappeared when the Bt-toxin selection pressure was lost.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิวัฒนาการของความต้านทานต่อยาฆ่าแมลงมักจะมียืนยันการออกกำลังกายที่เกี่ยวข้องกับความเครียดการปรับตัว วิเคราะห์กลไกการควบคุมพื้นฐานของข้อดีข้อเสียระหว่างความต้านทานและการสืบพันธุ์วิวัฒนาการการพิษบาซิลลัส (Bt) ใน bollworm ฝ้าย Helicoverpa armigera (Ha), ยึด vitellogenin (Vg) ยีนที่นี่ CDNA ปราศจากของยีน Vg HaVg (JX504706) ถูกโคลน และระบุการ HaVg มีคู่ฐาน 5704 (bp) กับตัวกรอบเปิดอ่าน (ORF) ของ bp 5265 ที่เข้ารหัสโปรตีนกรดอะมิโนเวลาเคลื่อนมวลโมเลกุลของ 197.28 kDa และจุด isoelectric เสนอ 8.74 การวิเคราะห์ตำแหน่งระบุว่า ลำดับกรดอะมิโนของ HaVg มีอยู่ทั้งหมดของโดเมนนำที่ตรวจพบใน Vgs ของแมลงอื่น ๆ และมีความคล้ายคลึงกันสูงกับ Vgs ของแมลงเจาะต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Noctuidae ระดับความต้านทานพิษบีที Cry1Ac และระดับนิพจน์ HaVg mRNA สัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสี่ต่อไปนี้: Cry1Ac ไวต่อต้องใช้ (96S), ต้องใช้ Cry1Ac ทนเลี้ยงในอาหารเทียมที่มีสารพิษบีทีรุ่น 135 (BtR ถึงต่อต้าน Cry1Ac บาท), ลูกหลานของ Cry1Ac ทนสายพันธุ์ ด้วยอาหารเทียมที่ไม่ใช่-Bt-พิษสำหรับรุ่น 38 (CK1) และลูกหลานโดยตรงของตัวอ่อนทนรุ่น 135th ซึ่งถูกเลี้ยงในอาหารเทียมไม่มีโปรตีน Cry1Ac (CK2) ได้วิเคราะห์ เปรียบเทียบกับพันธุ์ 96S อัตราส่วนความต้านทานของ BtR พันธุ์ พันธุ์ CK1 และพันธุ์ CK2 ได้ 2917.15- 2.15 - และ 2037.67-fold ตามลำดับ ระดับสูงสุดสัมพัทธ์ HaVg mRNA นิพจน์ของสายพันธุ์ BtR ได้ประมาณ 50% น้อยกว่าที่พันธุ์ 96S และมาสูงสุดนิพจน์ของล่าช้าประมาณ 4 วัน แนวโน้มโดยรวมของระดับการนิพจน์ HaVg mRNA ในพันธุ์ CK1 คือคล้ายกับสายพันธุ์ 96S และแนวโน้มโดยรวมของระดับการนิพจน์ HaVg mRNA ในพันธุ์ CK2 ได้คล้ายกับพันธุ์ BtR ผลของเราแนะนำว่า อาจควบคุมการเปลี่ยนแปลงในการสืบพันธุ์เนื่องจากวิวัฒนาการความต้านทานพิษบีทีในพันธุ์ BtR โดย Vg ยีน ลงกฎของ HaVg ในระยะแรก ๆ ในระยะเวลาของการทำซ้ำที่ล่าช้า และลด fecundity ในพันธุ์ BtR ประสิทธิภาพการทำงานนี้หายไปเมื่อสูญเสียความดันสารพิษบีทีเลือก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิวัฒนาการของความต้านทานต่อยาฆ่าแมลงที่มักจะมีความสมดุลออกกำลังกายที่เกี่ยวข้องกับการปรับตัวต่อความเครียด กลไกการควบคุมพื้นฐานของการถ่วงดุลอำนาจระหว่างการทำสำเนาและวิวัฒนาการความต้านทานต่อเชื้อ Bacillus thuringiensis (บาท) สารพิษในหนอนเจาะสมอฝ้าย Helicoverpa armigera (ฮา) ตาม vitellogenin (Vg) การแสดงออกของยีนที่นี่ได้รับการวิเคราะห์ ยีนยาวเต็มรูปแบบของยีน HaVg Vg ​​(JX504706) เป็นโคลนและมีการระบุ HaVg มีฐานคู่ 5704 (bp​​) โดยมีกรอบการอ่านเปิด (ORF) ของ 5265 bp ซึ่งเข้ารหัส 1,756 โปรตีนกรดอะมิโนที่มีการคาดการณ์ของมวลโมเลกุล 197.28 กิโลดาลตันและจุด Isoelectric เสนอ 8.74 การวิเคราะห์การจัดเรียงลำดับแสดงให้เห็นว่าลำดับของกรดอะมิโนที่มีอยู่ทั้งหมด HaVg ของโดเมนป่าสงวนที่ตรวจพบใน Vgs ของแมลงอื่น ๆ และมีความคล้ายคลึงกันสูงด้วย Vgs ของแมลงผีเสื้อโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Noctuidae ระดับความต้านทานต่อสารพิษบาท Cry1Ac และ mRNA HaVg ญาติระดับการแสดงออกในหมู่สี่ต่อไปนี้กลุ่มสายพันธุ์ Cry1Ac-ไวต่อ (96S) สายพันธุ์ Cry1Ac ทนเลี้ยงในอาหารเทียมที่มีสารพิษบาท 135 รุ่น (BTR ย่อมาจากความต้านทานบาท Cry1Ac) ลูกหลานของความเครียด Cry1Ac ทนกับการรับประทานอาหารที่ไม่บาท-toxin เทียมสำหรับ 38 รุ่น (CK1) และทายาทสายตรงของรุ่น 135 ตัวอ่อนทนที่ถูกเลี้ยงในอาหารเทียมโดยไม่ได้รับโปรตีน Cry1Ac (CK2) ถูกนำมาวิเคราะห์ . เมื่อเทียบกับสายพันธุ์ 96S, อัตราส่วนความต้านทานของสายพันธุ์ BTR ความเครียด CK1 และความเครียด CK2 มี 2917.15-, 2.15- และ 2,037.67 เท่าตามลำดับ สูงสุดญาติ HaVg mRNA ระดับการแสดงออกของความเครียด BTR ประมาณ 50% น้อยกว่าสายพันธุ์ 96S และที่มาของการแสดงออกสูงสุดล่าช้าเป็นเวลาประมาณ 4 วัน แนวโน้มโดยรวมของระดับการแสดงออกของ mRNA HaVg ในสายพันธุ์ CK1 คล้ายกับว่าในสายพันธุ์ 96S และแนวโน้มโดยรวมของระดับการแสดงออกของ mRNA HaVg ในสายพันธุ์ CK2 คล้ายกับว่าในสายพันธุ์ BTR ผลของเราแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในการทำสำเนาเนื่องจากการวิวัฒนาการบาทต้านทานสารพิษในสายพันธุ์ BTR อาจถูกควบคุมโดยการแสดงออกของยีน Vg ลงระเบียบของ HaVg ในระยะแรกที่เกิดในช่วงเวลาของการทำสำเนาล่าช้าและลดลงดก​​ของไข่ในสายพันธุ์ BTR งานนี้หายไปเมื่อดันเลือก BT-สารพิษก็หายไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิวัฒนาการของการต้านทานต่อสารฆ่าแมลงมักจะมี tradeoffs ฟิตเนสที่เกี่ยวข้องกับการปรับตัวกับความเครียด พื้นฐานการควบคุมกลไกการออกฤทธิ์ระหว่างพันธุ์และวิวัฒนาการเพื่อต้านทาน Bacillus thuringiensis ( Bt ) สารพิษในฝ้าย หนอนเจาะสมอฝ้าย ( Helicoverpa armigera ( ฮา ) บนพื้นฐานของไวเทล ( VG ) การแสดงออกของยีนแบบที่นี่โดยยีน 2 ยีนแบบเต็มตัวของ havg ( jx504706 ) สามารถระบุได้ havg ได้ 5704 คู่เบส ( BP ) กับ open reading frame ( ORF ) ของ 5265 BP ซึ่งเข้ารหัส 1756 กรดอะมิโนโปรตีนที่มีมวลโมเลกุลของคาดการณ์ 197.28 กิโลดาลตันและการนำเสนอจุดไอโซอิเล็กทริกมีผลต่อ .การวิเคราะห์การเรียงลำดับ พบว่าลำดับกรดอะมิโนของ havg ที่มีอยู่ทั้งหมดของโดเมนที่สามารถตรวจพบในวีจีเของแมลงอื่น ๆและมีความคล้ายคลึงกันสูงของที่มากับวีจีเแมลงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Noctuidae . ระดับความต้านทานต่อพิษบีที cry1ac และสัมพันธ์กับระดับการแสดงออกของยีน havg ต่อไปนี้ 4 กลุ่มสายพันธุ์ cry1ac อ่อนแอ ( 96s )สายพันธุ์เลี้ยงบนอาหารเทียมสำหรับ cry1ac ทนพิษสำหรับ 135 รุ่น ( BTR หมายถึงความต้านทาน cry1ac BT ) ลูกหลานของสายพันธุ์ที่ทน cry1ac กับไม่มี BT สารพิษอาหารเทียมสำหรับ 38 รุ่น ( CK1 ) และลูกหลานโดยตรงของ 135 รุ่นทนตัวอ่อนซึ่งเลี้ยงบนอาหารเทียมโดยไม่ cry1ac โปรตีน ( CK2 ) มาวิเคราะห์เมื่อเทียบกับ 96s สายพันธุ์ต้านทานต่อความเครียดของ BTR , CK1 ความเครียดและสายพันธุ์มี 2917.15- 2.15 CK2 , - 2037.67-fold ตามลำดับ สูงสุดสัมพัทธ์ havg ระดับการแสดงออกของ mRNA BTR เมื่อยประมาณ 50% น้อยกว่าที่ของ 96s ความเครียดและการเข้ามาของการแสดงออกสูงสุดถูกล่าช้าไปประมาณ 4 วันแนวโน้มโดยรวมของ havg mRNA แสดงออกในระดับ CK1 สายพันธุ์คล้ายกับว่าใน 96s ความเครียดและแนวโน้มโดยรวมของ havg mRNA แสดงออกในระดับ CK2 สายพันธุ์คล้ายกับว่าใน BTR สายพันธุ์ จากผลการศึกษาว่า การเปลี่ยนแปลงในการสืบพันธุ์เนื่องจาก BT สารพิษต้านทานวิวัฒนาการใน BTR ความเครียดอาจถูกควบคุมโดยยีน 2 .การ down-regulation ของ havg ในช่วงแรกว่า ในช่วงเวลาของการสืบพันธุ์และลดลงการล่าช้าใน BTR สายพันธุ์ การแสดงนี้จะหายไปเมื่อ BT สารพิษการเลือกแรงดันได้สูญหาย