[发明专利]AccFoxD3基因及其编码蛋白在中华蜜蜂农药及重金属抗性中的应用

说明书

本发明公开了AccFoxD3基因及其编码蛋白在中华蜜蜂农药及重金属抗性中的应用，属于生物化学与分子生物学领域。本发明研究发现，AccFoxD3基因在中华蜜蜂中响应农药及重金属引起的氧化胁迫反应；AccFoxD3在大肠杆菌及酵母中进行异源表达后，负调控细胞对外界氧化胁迫的抗性；沉默AccFoxD3基因能够提高中华蜜蜂的抗氧化能力及农药抗性。因此，探索AccFoxD3在中华蜜蜂应对农药及重金属引起的氧化胁迫抗性方面的功能具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及生物化学与分子生物学技术领域，具体涉及AccFoxD3基因及其编码蛋白在中华蜜蜂农药及重金属抗性中的应用。

背景技术

随着集约化农业的发展，农药的使用已成为病虫害及杂草防治的重要组成部分。在这个过程中，一些非靶标生物的生存也受到了严重的威胁。尤其是蜜蜂，作为社会性昆虫，它们将被农药污染的花蜜带入蜂巢，会使整个群落长期暴露在农药中，对其生存造成严重影响。此外，农药中的重金属残留以及环境中的重金属污染，也很大程度上影响了蜜蜂的生存。蜜蜂数量的减少对世界上依靠昆虫授粉的农作物的生产构成了严重的挑战。有研究表明，农药及重金属胁迫会引起蜜蜂体内的氧化应激反应，农药及重金属已成为影响蜜蜂生存的最重要的环境因素之一。

昆虫在应对这些由环境胁迫引起的氧化应激的过程中进化出了一系列防御机制。有研究表明转录因子能够通过调节下游基因的表达，从而改变昆虫对杀虫剂的抗性。在众多转录因子中，插头蛋白家族转录因子(Foxhead box protein，Fox)包含一个翼状螺旋DNA结合结构域(由两个α螺旋和两个大环组成)，已被证实通过调控多个下游靶基因的表达，在生长发育、免疫应答和应激耐受等方面发挥重要作用。

Fox家族转录因子从酵母到人类在进化上是高度保守的，通过系统发育分析，已经鉴定出从FoxA到FoxQ共17个Fox家族转录因子亚类。其中，FoxD3是Fox蛋白家族的重要亚家族成员，目前对其转录活性的研究主要集中在哺乳动物肿瘤发生、脊索动物胚胎发育及细胞损伤修复等其他基础研究中，在蜜蜂中未见相关报道。

中华蜜蜂(Apis cerana cerana)是我国的本土蜂种，具有非常重要的经济价值，在农业发展中起着至关重要的作用。近几年来，由于环境中的农药、重金属等各种胁迫的影响，中华蜜蜂蜂群数量明显下降，极大地影响了我国的作物产量及生态系统的稳定性。因此，如何提高中华蜜蜂对农药及重金属的抗性，是目前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供AccFoxD3基因及其编码蛋白在中华蜜蜂农药及重金属抗性中的应用。本发明研究发现，AccFoxD3基因在中华蜜蜂中响应农药及重金属引起的氧化胁迫反应；AccFoxD3在大肠杆菌及酵母中进行异源表达后，负调控细胞对外界氧化胁迫的抗性；沉默AccFoxD3基因能够提高中华蜜蜂的抗氧化能力及农药抗性。因此，探索AccFoxD3在中华蜜蜂应对农药及重金属引起的氧化胁迫抗性方面的功能具有重要的意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供AccFoxD3基因作为靶基因在如下(1)或(2)中的应用：

(1)调控中华蜜蜂对农药和重金属的胁迫抗性；

(2)培育在农药和重金属胁迫下抗性能力增强的蜜蜂品种。

上述应用中，AccFoxD3基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明的第二方面，提供AccFoxD3基因编码的蛋白在调控中华蜜蜂对农药和重金属的胁迫抗性中的应用。

上述应用中，AccFoxD3基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

本发明的第三方面，提供特异性检测AccFoxD3基因的试剂在制备用于检测蜜蜂在农药和重金属胁迫下抗性能力的产品中的应用。