Транскрипционная активность генов, участвующих в регуляции диапаузы колорадского жука, и ее изменения под влиянием инсектицида фипронила

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследованы особенности транскрипционной активности генов, принимающих участие в регуляции диапаузы у имаго колорадского жука в лабораторных условиях, на стадии подготовки к зимней диапаузе и в середине зимнего периода. В гонадах остающихся активными особей, в отличие от особей, находящихся в состоянии покоя, установлено наличие мРНК гена субъединицыrdl рецептора GABA-А. Выявлено повышение содержания мРНК генов DP1, fer, DAT1, DAT2, EcR, Ldace-1 в середине периода зимней диапаузы в тканях мышц и гонад особей, перенесших действие фипронила, неконкурентного ингибитора ионотропного канала, образованного рецептором GABA-A. Выдвинуто предположение о том, что фипронил, блокируя связывание GABA с рецептором, тем самым оказывает существенное влияние на регуляторные процессы, сопровождающие развитие диапаузных состояний.

Об авторах

Юрий Михайлович Никоноров

ФГБУН «Институт биохимии и генетики» Уфимского научного центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikonorov@anrb.ru
старший научный сотрудник, лаборатория молекулярной биологии и нанобиотехнологии Россия

Лиана Ахнафовна Сыртланова

ФГБУН «Институт биохимии и генетики» Уфимского научного центра РАН

Email: slian4ik@mail.ru
аспирант, лаборатория физиологической генетики Россия

Константин Альбертович Китаев

ФГБУ «Башкирский референтный центр» Россельхознадзора

Email: cordek@ya.ru
энтомолог, лаборатория фитосанитарных исследований Россия

Галина Васильевна Беньковская

ФГБУН «Институт биохимии и генетики» Уфимского научного центра РАН

Email: bengal2@yandex.ru
ведущий научный сотрудник, лаборатория физиологической генетики Россия

Список литературы

  1. Lehman P, Piironen S, Kankaret M, et al. Photoperiodic effects on diapause-associated gene expression trajectories in European Leptinotarsa decemlineata populations. Insect Mol Biol. 2014;23(5):566-578. doi: 10.1111/jmb.12104.
  2. Саулич А.Х. Сезонное развитие насекомых и возможности их расселения. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 1999. — 248 с. [Saulich AH. The seasonal development of insects and the possibility of resettlement. Saint Petersburg: Izdatelstvo SpbGU; 1999: 248 p. (In Russ.)]
  3. Yocum GD, Rinehart JP, Larson ML. Monitoring diapause development in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata, under field conditions using molecular biomarkers. J Insect Physiol. 2011;57(5):645-652. doi: 10.1016/j.jinsphys.2010.11.008.
  4. Denlinger DL. Regulation of diapause. Ann Rev Entomol. 2002;47:93-122. doi: 10.1146/annurev.ento.
  5. 091201.145137.
  6. Беньковская Г.В. Стресс-реакция как механизм реализации адаптивного потенциала особей и популяций насекомых: Дис. … д-ра биол. наук. — Уфа: ИБГ УНЦ РАН, 2008. [Benkovskaya GV. Stress reaction as a mechanism of realization for adaptive potential of individuals and populations of insects. [dissertation]. Ufa: IBG UCS RAS; 2008. (In Russ.)]
  7. Yocum GD, Rinehart JP, Chirumamilla-Chapara A, Larson ML. Characterization of gene expression patterns during the initiation and maintenance phases of diapause in the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata. J Insect Physiol. 2009;55:32-39. doi: 10.1016/j.jinsphys.2008.10.003.
  8. Enell L, Hamasaka Y, Kolodziejczyk A, Nässel DR. Gamma-Aminobutyric acid (GABA) signaling components in Drosophila: immunocytochemical localization of GABA(B) receptors in relation to the GABA(A) receptor subunit RDL and a vesicular GABA transporter. J Comp Neurol. 2007;505(1):18-31. doi: 10.1002/cne.21472.
  9. Pham DQD, Winzerling JJ. Insect ferritins: typical or atypical? Biochim Biophys Acta. 2010;1800(8):824-833. doi: 10.1016/j.bbagen.2010.03.004.
  10. Shi XQ, Guo WC, Wan PJ, et al. Validation of reference genes for expression analysis by quantitative real-time PCR in Leptinotarsa decemlineata (Say). BMC Research Notes. 2013;6:93. doi: 10.1186/1756–0500–6–93.
  11. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-∆∆CT method. METHODS. 2001;25:402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262.
  12. Беньковская Г.В., Мустафина Р.Ш. Влияние светового режима на биохимические показатели развития стресс-реакции в линиях Musca domestica L. с различной продолжительностью жизни // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. — 2012. — Т. 48. — № 5. — С. 433–438. [Benkovskaya GV, Mustafina RSh. Effect of light regime on biochemical parameters of development of stress-reactions of Musca domestica lines with different lifespan. Zhurnal evolyutsionnoi biohimii i physiologii. 2012;48(5):433-438. (In Russ., Eng.)]. doi: 10.1134/S0022093012050027.
  13. Planello R, Martinez-Guitarte JL, Morcillo G. The endocrine disruptor bisphenol A increases the expression of Hsp70 and ecdysone receptor genes in the aquatic larvae of Chironomus riparius.Chemosphere. 2008;71(10):1870-1876.
  14. doi: 10.1016/j.chemosphere.2008.01.033.
  15. Planello R, Herrero O, Martinez-Guitarte JL, Morcillo G. Comparative effect of butyl benzyl phthalate (BBP) and di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) on the aquatic larvae of Chironomus riparius based on gene expression assays related to the endocrine system, the stress response and ribosomes. Aquat Toxicol. 2011;105(1-2):62-70.
  16. doi: 10.1016/j.aquatox.2011.05.011.
  17. Buckingham SD, Biggin PC, Sattelle BM, et al. Insect GABA receptors: splicing, editing, and targeting by antiparasitics and insecticides. Mol Pharmacol. 2005;68:942-951. doi: 10.1124/mol.105.015313.
  18. Wang RL, Bencic D, Villeneuve DL, et al. A transcriptome-based biological framework for studying mechanisms of endocrine disruption in small fish species. Aquat Toxicol. 2010;98(3):230-244. doi: 10.1016/j.aquatox.2010.02.021.
  19. Roques BB, Leghait J, Lacroix MZ, et al. The nuclear receptors pregnane X receptor and constitutive androstane receptor contribute to the impact of fipronil on hepatic gene expression linked to thyroid hormone metabolism. Biochem Pharmacol. 2013;86(7):997-1039. doi: 10.1016/j.bcp.2013.08.012.
  20. Тыщенко В.П., Кинд Т.В. Нейроэндокринные механизмы регуляции сезонных циклов // Гормональная регуляция развития насекомых. — Л.: Наука, 1983. — Глава 5. — С. 82–117. [Tyshchenko VP, Kind TV. Neuroendocrine mechanisms of regulation of seasonal cycles. Leningrad: Nauka. Chapter 5, Hormonal regulation of insect development; 1983. P. 82-117.
  21. Kubrak OI, Kučerova I, Theopold U, Nässel DR. The sleeping beauty: how reproductive diapause affects hormone signaling, metabolism, immune response and somatic maintenance in drosophila melanogaster. PLoS One. 2014;9(11):e 113051. doi: 10.1371/journal. pone. 0113051.
  22. Kumar A, Congiu L, Lindström L, et al. Sequencing, De Novo assembly and annotation of the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata, transcriptome. PLoS One. 2014;9(1): e86012. doi: 10.1371/journal. pone. 0086012.
  23. Xu WH, Lu YX, Denlinger DL. Cross-talk between the fat body and brain regulates insect developmental arrest. PNAS. 2012;109(36). doi: 10.1073/pnas.1212879109.
  24. Ehlen JC, Paul KN. Regulation of light’s action in the mammalian circadian clock: role of the extrasynaptic GABAA receptor. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2009;296(5):1606-1612. doi: 10.1152/ajpregu.90878.2008.
  25. De Loof A. The essence of female-male physiological dimorphism: differential Ca2+-homeostasis enabled by the interplay between farnesol-like endogenous sesquiterpenoids and sex-steroids? The calcigender paradigm. Gen Comp Endocrinol. 2015;211:131-146. doi: 10.1016/j.ygcen.2014.12.003.
  26. Wei Q, Wu SF, Niu CD, et al. Knockdown of the ionotropic γ-aminobutyric acid receptor (GABAR) RDL gene decreases fipronil susceptibility of the small brown planthopper, Laodelphax striatellus(Hemiptera: Delphacidae). Arch Insect Biochem Physiol. 2015;88(4): 249-261. doi: 10.1002/arch.21232.
  27. Taylor-Wells J, Brooke BD, Bermudez I, Jones AK. The neonicotinoid imidacloprid and the pyrethroid deltamethrin are antagonists of the insect Rdl GABA receptor. J Neurochem. 2015;135(4):705-7013. doi: 10.1111/jnc.13290.
  28. Impagnatiello F, Pesold C, Longone P, et al. Modifications of gamma-aminobutyric acid A receptor subunit expression in rat neocortex during tolerance to diazepam. Mol Pharmacol. 1996;49(5):822-831. PMID: 8622632.
  29. Беньковская Г.В., Китаев К.А., Удалов М.Б. Успех переживания экспериментальной диапаузы и резистентность к инсектицидам в популяциях колорадского жука / Экология, эволюция и систематика животных: материалы международной научно-практической конференции. Ноябрь 13–16, 2012; Рязань, с. 45–46. [Benkovskaya GV, Udalov MB, Kitaev KA. The success of survival under experimental diapause and insecticide resistance in Colorado beetle populations in the South Urals. Ecologia, evoliyutsia I sistematika zhivotnyh [conference proceedings]. 2012 November 13-16. Ryazan. P. 45-46. (In Russ.)]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Никоноров Ю.М., Сыртланова Л.А., Китаев К.А., Беньковская Г.В., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».