双香豆素诱导斜纹夜蛾卵巢细胞程序性死亡的机理研究

作     者：秦子昕 邵雪花 梁赫 温雪梅 路伟 QIN Zixin;SHAO Xuehua;LIANG He;WEN Xuemei;LU Wei

作者机构：新疆农业大学农学院棉花教育部工程研究中心自治区农林有害生物监测与安全防控重点实验室乌鲁木齐830052 广东省农业科学院果树研究所农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东省热带亚热带果树研究重点实验室广州510640 

出 版 物：《植物保护》 (Plant Protection)

年 卷 期：2023年第49卷第1期

页      面：96-107页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：新疆维吾尔自治区重点研发专项(2022B02033-1) 国家重点研发计划(2017YFD0201903) 新疆农业科学院科技创新重点培育专项(xjkcpy-2020004) 

主　　题：双香豆素 细胞毒性 斜纹夜蛾 细胞凋亡 

摘      要：为探索双香豆素(dicoumarin, DIC)抑制斜纹夜蛾Spodoptera litura卵巢细胞SL-221增殖及作用机制,首先,采用CCK-8法测定双香豆素等21个酚类化合物对SL-221细胞的毒性;其次,通过倒置显微镜观察4μg/mL双香豆素处理细胞48 h后其形态变化,并结合流式细胞术研究双香豆素对SL-221的细胞周期、线粒体膜电位及凋亡的影响;最后,通过实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)探索磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)/雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin, TOR)营养信号通路的下游关键基因的表达变化。结果表明,21个酚类化合物中双香豆素对SL-221细胞的增殖抑制活性最显著,且呈现明显的浓度依赖性,其48 h的IC_(50)为0.85μg/mL,对细胞的增殖抑制活性是阳性对照印楝素(IC_(50)为7.20μg/mL)的8.47倍。4μg/mL双香豆素处理SL-221细胞48 h后,显微镜下可见细胞肿胀、膜破裂及大量凋亡小体;流式细胞术分析发现,双香豆素处理48 h, SL-221的细胞周期被阻滞在G2/M期,同时线粒体膜电位相比0 h下降99.62%,细胞凋亡,且凋亡率与处理时间呈正相关。RT-qPCR检测发现,双香豆素可显著下调营养信号通路(PI3K/TOR)上的关键基因SL-PI3K和SL-TOR的表达,同时诱导自噬标志基因SL-Atg8及凋亡指示基因SL-Cytochrome C和SL-P53上调表达,且抑制抗凋亡基因SL-Bcl-2的表达。综上,双香豆素对斜纹夜蛾卵巢细胞具有优异的抑制增殖活性,同时阻断细胞周期并通过抑制营养信号途径(PI3K/TOR)诱导细胞程序性死亡,该化合物具备开发成为新型植物源杀虫剂的潜力。