線蟲乙酰膽堿酯酶基因研究進(jìn)展

陳玉艷，胡長志，崔汝強(qiáng)（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045）

線蟲乙酰膽堿酯酶基因研究進(jìn)展

陳玉艷，胡長志，崔汝強(qiáng)*
（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045）

乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase， AChE， EC 3.1.1.7）是生物神經(jīng)傳導(dǎo)中的一種關(guān)鍵性酶。它可以降解膽堿能突觸間的乙酰膽堿，終止神經(jīng)遞質(zhì)對突觸后膜的興奮作用，從而保證神經(jīng)信號在生物體內(nèi)的正常傳遞。分析線蟲乙酰膽堿酯酶基因的特征，介紹已報道的線蟲AChE 基因的特點和功能，對線蟲AChE基因研究中存在的問題和前景進(jìn)行分析和展望。

線蟲；乙酰膽堿酯酶；乙酰膽堿酯酶基因

陳玉艷， 胡長志， 崔汝強(qiáng). 線蟲乙酰膽堿酯酶基因研究進(jìn)展［J］. 生物災(zāi)害科學(xué)， 2015， 38（4）:284-289.

線蟲屬于線形動物門的線蟲綱，廣 泛分布于自然界中。人 們最早發(fā)現(xiàn)的線蟲是人和動物的寄生線蟲，隨后才發(fā)現(xiàn)了植物寄生線蟲。如今植物寄生線蟲已是世界農(nóng)作物的重要病原物之一，至 2003 年，有人統(tǒng)計平均每年全世界農(nóng)作物因植物寄生線蟲危害造成的損失高達(dá) 1 250 億美元［1］。隨著人們對植物寄生線蟲研究的深入，與線蟲運(yùn)動相關(guān)的基因漸漸成為關(guān)注的焦點。

線蟲的運(yùn)動是由線蟲體壁縱肌收縮及角質(zhì)層的彈性改變共同完成的；假體腔充滿體腔液，在膨壓的作用下形成一個支撐和傳送肌肉收縮的流體靜力學(xué)支架，使線蟲不能伸縮運(yùn)動，只能表現(xiàn)出身體背腹方向的蛇行運(yùn)動。同時，在線蟲的背、腹神經(jīng)索存在著神經(jīng)-肌肉突觸，由興奮性神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿（ACh）來調(diào)節(jié)它們的肌肉活動［2］。乙酰膽堿主要存在于突觸前的膽堿能神經(jīng)末梢部位，是膽堿和乙酰輔酶 A在膽堿乙酰移位酶（膽堿乙?；福┑拇呋饔孟潞铣傻摹＞€蟲的膽堿能系統(tǒng)一直是許多控制動物和植物寄生線蟲的化合物靶標(biāo)，而作用于這個系統(tǒng)的化合物大多針對的是乙酰膽堿酯酶［3］。乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase，AChE）是大多數(shù)生物神經(jīng)傳導(dǎo)中的一種關(guān)鍵性酶。該酶的“經(jīng)典”功能是在膽堿能突觸通過水解乙酰膽堿來終止該類神經(jīng)遞質(zhì)對突觸后膜的興奮作用，保證神經(jīng)信號在生物體內(nèi)正常傳遞［4］。 正是 AChE 這種“經(jīng)典”功能，使 AChE 成為目前世界上施用最廣的氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類殺蟲劑的作用靶標(biāo)［5］。此外，AChE 基因也能在非神經(jīng)組織中表達(dá)，具有一些與神經(jīng)沖動傳遞無關(guān)的“非經(jīng)典”功能［6］。例如，AChE 在誘導(dǎo)軸突生長、突觸形成、凋亡、促進(jìn)造血細(xì)胞形成和免疫反應(yīng)等起作用［7］。深入了解 AChE 基因功能對開發(fā)新的植物寄生線蟲防治策略有著重要意義。

1　線蟲AChE的研究

乙酰膽堿酯酶（AChE）最初是在蛔蟲（Ascaris）中描述的，后來才在線蟲中發(fā)現(xiàn)［3］。 在對蛔蟲的研究中表明，蛔蟲運(yùn)動的3種神經(jīng)元，具有顯著的乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性，這也暗示了乙酰膽堿酯酶的功能［8］。 乙酰膽堿酯酶以可溶形式出現(xiàn)在膽堿能神經(jīng)末端，起到調(diào)節(jié)游離乙酰膽堿濃度的作用。對線蟲組織化學(xué)染色和適當(dāng)透化后，發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿酯酶在靠近神經(jīng)環(huán)和縱神經(jīng)索附近有著廣泛的肌肉神經(jīng)位點［9］，這表明乙酰膽堿酯酶與線蟲的肌肉運(yùn)動有關(guān)。如果線蟲肌肉處于過度收縮，一些氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類的乙酰膽堿酯酶抑制劑會使秀麗小桿線蟲（Caenorhabditis elegans）癱瘓。研究發(fā)現(xiàn) AChE 普遍存在于寄主中，在不同的寄主中其功能也不同，動物寄生線蟲分泌的 AChE，負(fù)責(zé)減少寄主腸道的運(yùn)動性能，而植物寄生線蟲分泌的乙酰膽堿酯酶是調(diào)節(jié)寄主的抗性和免疫反應(yīng)。乙酰膽堿酯酶也存在于一些線蟲的食道腺及排泄系統(tǒng)中，如錫蘭鉤口線蟲（Ancylostoma ceylanicum）、馬來絲蟲（Brugia malayi）、胎生網(wǎng)尾線蟲（Dictyocaulus viviparous）、巴 特斯細(xì)頸線蟲（Nematodirus battus）、巴 西日圓線蟲（Nippostrongylus brasiliensis）和毛圓線蟲（Trichostrongylus colubriformis）等等［9］。

上海交通大學(xué) Wu等［10］2 008 年通過誘導(dǎo)畢赤酵母（Pichia pastoris）表達(dá)獲得了一種新型重組黑腹果蠅（ Drosophila melanogaster）的 乙酰膽堿酯酶（ R-DmAChE），證 明它比從電鰻（ Electrophorus electricus）、巴西日圓線蟲（N. brasiliensis）和人類得到的 AChE 更具敏感性。Li Bing等［11］從家蠶（Bombyx mori）中克隆了Bm-AChE-1和Bm-AChE-2兩種基因，毒 扁豆堿和對氧磷對其抑制作用的研究結(jié)果表明，A ChE-2 比 AChE-1 更敏感。將接觸辛硫磷的家蠶的兩種 AChE 基因進(jìn)行克隆表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Bm-AChE-1 在大腦、脂肪、中 腸和絲腺組織中的表達(dá)均高于 Bm-AChE-2，這 一結(jié)果揭示了在家蠶正常的生理作用和代謝過程中，Bm-AChE-1可能具有更重要的地位。在研究中還發(fā)現(xiàn)，辛硫磷一旦被家蠶的中腸吸收，會抑制 AChE 的活性，從而抑制了 Bm-AChE-1 和Bm-AChE-2 的表達(dá)，這將影響突觸神經(jīng)元傳導(dǎo)，導(dǎo)致家蠶生理障礙［12］。將南方根結(jié)線蟲（Meloidogyne incognita）和爪哇根結(jié)線蟲（M. javanic）的乙酰膽堿酯酶同電鰻的乙酰膽堿酯酶進(jìn)行靈敏性比較，發(fā)現(xiàn)南方根結(jié)線蟲和爪哇根結(jié)線蟲對各種抑制劑均表現(xiàn)出相似的靈敏度，而來自電鰻的乙酰膽堿酯酶則對苯線磷和涕滅威更為敏感，對滅克磷和毒扁豆堿不太敏感［12］。 上述所有的證據(jù)表明，至少有一些 AChE 在生物的發(fā)育及運(yùn)動過程中起著重要作用。

2　線蟲AChE分子型

人們在動物中發(fā)現(xiàn)，一些乙酰膽堿酯酶或真性膽堿酯酶有著不同的分子形式［13］。它們以非對稱（A）的形式和球狀（G）的形式出現(xiàn)，其中，A形式以 A4，A8 和 A12 的形式出現(xiàn)；G 形式以 G1，G2 和 G4的形式出現(xiàn)，對應(yīng)酶催化亞基的單體，二聚體和四聚體。事實上，在很長時間內(nèi)人們認(rèn)為線蟲只有單一的分子型。但是后來通過對自由生活線蟲秀麗小桿線蟲和植物寄生物種南方根結(jié)線蟲和大豆胞囊線蟲（Heterodera glycines）等線蟲的研究表明，線蟲 AChE 不具有其他動物種類中常見的、與許多 AChE 有關(guān)的膠原尾，而是球狀單體（G1）、二聚體（G2）和四聚體（G4）。并且球狀單體（G1）和二聚體（G2）這兩種蛋白質(zhì)的分子量，大約分別為 80和 189 kDa［13］。依據(jù)其溶解性又可分為兩親分子和非兩親分子，這些分子型又組成了不同類型的 AChE，并由多種基因編碼，其編碼的不同類型在底物的親和力，大小，洗滌劑靈敏度以及對抑制劑的感應(yīng)等方面均有很大的差別［3］。在 桑蠶 AChE 基因的分子特征研究中發(fā)現(xiàn)，Es-AChE 和 Bm-AChE2 的同一性為 58%，Es-AChE 和 Bm-AChE1 的同一性僅為 36%，說明寄生蟲和寄主的 AChE 氨基酸序列有很大不同［14］。

許多動物寄生線蟲能通過側(cè)腺活躍地分泌 AChE。這些分泌的 AChE 與神經(jīng)—肌肉突觸間的 AChE有著明顯的差異。秀 麗小桿線蟲、南 方根結(jié)線蟲及大豆胞囊線蟲等線蟲均含有三個活躍的乙酰膽堿酯酶，可被分成兩類，是對應(yīng)于其他線蟲物種的 A和 C 類［3，15］。 C 類 AChE 可能發(fā)生在秀麗小桿線蟲的一對與排泄管有關(guān)的神經(jīng)元——CAN 細(xì)胞，相比之下，A類和 B 類主要發(fā)生在背側(cè)和腹側(cè)的神經(jīng)肌肉接點［15］。這些酶類在線蟲體內(nèi)的多少和分布可能是影響抑制劑對線蟲行為作用的重要因素。乙酰膽堿酯酶的分布與定位在線蟲的恢復(fù)過程中也起著重要的作用，同時線蟲分泌的乙酰膽堿酯酶的分子形式不同也可能會造成不同的效應(yīng)［3］。

3　線蟲AChE基因型

1986 年，人們從果蠅（Drosophila）和黑腹果蠅（D. melanogaster）中克隆到第一個昆蟲乙酰膽堿酯酶基因，當(dāng)時將它劃分為ace-2一組［16］。 隨后，又在庫蚊（Culex pipiens）中發(fā)現(xiàn)了編碼AChE的兩種基因，之后才在其它蚊類中發(fā)現(xiàn)［17］。 瘧蚊（Anopheles gambiae）和棉蚜（Aphis gossypii）、桃蚜（Myzus persicae）［18］都有兩個 AChE 基因，其中，瘧蚊（A. gambiae）的 ace-1 對有機(jī)磷類殺蟲劑有抵抗力，因此選擇受到抑制；a ce-2 是性連鎖基因，只 是它的具體功能仍未知［16］。并 且，通 過酶學(xué)測定法檢測不到 ace-2 中的 AChE活力，表明 AChE 酶活性要么很低，要么范圍很小，因而估計 ace-2 在突觸 AChE 中起很小的作用［19］。有研究發(fā)現(xiàn)，蒼蠅中的 ace-2 基因只編碼其主突觸功能基因，但在其它昆蟲中并非如此［17］。最近 ace 基因在瘧蚊、伊蚊（Aedes aegypti）、庫蚊、黑腹果蠅中的克隆與序列分析，提供了一個在基因水平上與其它蚊類物種比較的新機(jī)會［19］。

線蟲與昆蟲不同，多數(shù)昆蟲 AChE 是單基因編碼，而線蟲 AChE 由多基因編碼。近年來對多種線蟲尤其是以秀麗小桿線蟲為模式物種，對 AChE 的相關(guān)基因進(jìn)行克隆和研究，揭示了結(jié)構(gòu)和組織分布，并推測其分別演繹的功能。對秀麗小桿線蟲中乙酰膽堿酯酶的缺失突變體進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿酯酶類線蟲有四個無關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)基因（ace-1， ace-2， ace-3 和 ace-4）［20］。除 ace-4外，其它三個基因分別編碼A類型、B 類型和C類型的AChE，在 染色體X上的ace-1編碼AChE-1，染 色體I上的ace-2編碼AChE-2，染色體Ⅱ上的 ace-3 編碼 AChE-3［3］。 編碼秀麗小桿線蟲 AChE-1 的 ace-1 主要分布在線蟲的體壁肌細(xì)胞。AChE-1 是一個兩親分子四聚體，具有一疏水的非催化亞基，與脊椎動物的 AChE 催化亞基 AChE（T）相類似，并在花生根結(jié)線蟲（M. arenaria）和南方根結(jié)線蟲中發(fā)現(xiàn)該亞基［21］。對于秀麗小桿線蟲這個各個階段均是移動的自由生活線蟲，ace-1的表達(dá)在幼蟲階段達(dá)到一個最大值［22］。秀麗小桿線蟲的 ace-2是一種結(jié)合有糖基磷酯酰肌醇結(jié)構(gòu)的兩親分子二聚體。其 C 末端是疏水的，與脊椎動物 AChE（H）結(jié)構(gòu)非常相似，都有一個 GPI 錨定位點。秀麗小桿線蟲、南方根結(jié)線蟲和胎生網(wǎng)尾線蟲的 AChE-2 在 C 末端均有一個自由的半胱氨酸殘基，位 于錨定位點的上游并參與鏈間二硫鍵的形成［23］。秀 麗小桿線蟲的 ace-3 和 ace-4兩基因均位于染色體Ⅱ，其間有 356 個核苷由 ace-4的終止密碼子和 ace-3 的啟始密碼子分離開來。AChE-3 與 GPI 結(jié)構(gòu)相結(jié)合成兩親分子二聚體［24］。盡管從秀麗小桿線蟲中分離了 AChE 的類型 D，但 ace-4的功能仍然不確定，這也為后人研究其他相關(guān)基因奠定了基礎(chǔ)。

任何單一類乙酰膽堿酯酶的缺失突變對線蟲沒有明顯的表型行為效應(yīng)；其中，缺乏 AChE-1 和AChE-2 突變株出現(xiàn)行為不協(xié)調(diào)，但發(fā)育正常；缺乏 AChE-3 和另外兩個基因其中之一，除了后退有點困難，其他行為幾乎是正常的；所有這三類的缺失則是致命的。三個可能的雙表型突變體揭示了 ACE-1 或ACE-2 是必要的正常運(yùn)動基因，至少需要這三個功能基因中的一個。三重突變體的生存能力可以通過在該基因編碼的突變處摻入還原膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶、乙酰膽堿合成酶來鑒定。這些線蟲缺少功能性膽堿能系統(tǒng)，雖然行為嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，但它們能夠生長和繁殖。在植物寄生線蟲中，目前已經(jīng)克隆的乙酰膽堿酯酶基因包括南方根結(jié)線蟲的 Mi-ace-1 和 Mi-ace-2，爪哇根結(jié)線蟲的 Mj-ace-2，甘薯莖線蟲的 Dd-ace-1、Dd-ace-2 和Dd-ace-3，馬鈴薯白線蟲（Globodera pallida）的 Gp-ace-2和大豆胞囊線蟲的 Hg-ace-2，并對基因的結(jié)構(gòu)功能、表達(dá)特性和進(jìn)化機(jī)制等進(jìn)行了深入研究［25］。 原位雜交的結(jié)果表明植物寄生線蟲 ace基因在線蟲食道腺細(xì)胞中表達(dá)，但不同的植物寄生線蟲中 ace 基因表達(dá)的時間和表達(dá)的量有明顯差異，這說明ace在線蟲寄生過程中可能有不同的作用［26］。南 方根結(jié)線蟲中Mi-ace-2在線蟲的各個蟲態(tài)均表達(dá)，在二齡幼蟲和雌蟲的表達(dá)量高于雄蟲和卵；大 豆胞囊線蟲中 Hg-ace-2 主要在卵和寄生早期的二齡幼蟲中表達(dá)［27］。 對乙酰膽堿酯酶基因的研究，英國洛桑實驗站的 Dong等人［18］2 005 年已經(jīng)從棉蚜和桃蚜體內(nèi)克隆了 ace-1 和 ace-2，并且將其命名為果蠅直系同源 ace-2 和突觸基因 ace-1。在雙翅目蠅類，例如果蠅、黑腹果蠅、銅綠蠅（Lucilia cuprina）、橄欖果實蠅（Bactrocera oleae）和家蠅（Musca domestica）等等中僅僅只有 ace-2 類型的基因［14］。 通過在體外表達(dá)蚜蟲的 ace-1 和 ace-2 試驗表明，ace-1 主要是編碼棉蚜的突觸乙酰膽堿酯酶［18］。 關(guān)于國內(nèi)的研究，丁中等［23，28-29］從甘薯莖線蟲中克隆了 3 個乙酰膽堿酯酶基因（Dd-ace-1， Dd-ace-2 和 Dd-ace-3）。熊玉芬等［25］通過分離江蘇省連云港市松樹萎焉病病死松樹的氨基酸序列比對和同源性分析顯示，松材線蟲 Bx-ace-2 編碼的乙酰膽堿酯酶與已報道的秀麗小桿線蟲AChE-1、AChE-3 和 AChE-4 型乙酰膽堿酯酶的相似性為 28%～31%，而與秀麗小桿線蟲 AChE-2 及甘薯莖線蟲、南方根結(jié)線蟲、大豆胞囊線蟲、馬鈴薯白線蟲和胎生網(wǎng)尾線蟲的 AChE-2 型乙酰膽堿酯酶的氨酸序列相似性為 44%～52%。構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹也顯示，松材線蟲乙酰膽堿酯酶與其他線蟲 ACE-2 型乙酰膽堿酯酶具有相對更近的遺傳距離，因此推測該松材線蟲乙酰膽堿酯酶也屬于 ACE-2型。由于線蟲存在多種基因編碼 AChE，克隆 AChE 基因顯得尤為重要。

4　線蟲AChE藥理學(xué)特性

乙酰膽堿酯酶是維持神經(jīng)系統(tǒng)正常功能的關(guān)鍵性酶，多年來一直是農(nóng)藥毒理學(xué)研究的重點之一。乙酰膽堿酯酶原來是治療寄生蟲病的重要靶標(biāo)，如今抗膽堿酯酶類農(nóng)藥被廣泛用于害蟲防治。由于這些化合物（一般是有機(jī)磷和氨基甲酸酯類）相關(guān)的毒性，導(dǎo)致它們在許多國家限制使用［30］。 同時，該類殺蟲劑的廣泛使用導(dǎo)致大量農(nóng)林害蟲產(chǎn)生了明顯的抗藥性［4］。 例如，秀麗小桿線蟲經(jīng)氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類殺線劑處理 24 h后，線蟲的 AChE 活性恢復(fù)迅速，其中涕滅威處理過的線蟲經(jīng) 24 h恢復(fù)期后，線蟲的AChE 活性幾乎完全恢復(fù)，但經(jīng)苯線磷處理的線蟲經(jīng)24 h恢復(fù)期后，與未經(jīng)藥劑處理的線蟲相比，僅恢復(fù)約 10%的 AChE 活性，但這樣小量的 AChE 活性己足以使線蟲恢復(fù)正常活動［3］。鑒定表明，胞囊線蟲對氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類殺線劑的敏感性要比根結(jié)線蟲低［15］。當(dāng)前防治甘薯莖線蟲（Ditylenchus destructor）的主要藥劑為 AChE 抑制劑，如涕滅威、滅線磷等，由于這些殺線劑毒性高對環(huán)境污染大，不可持續(xù)使用。因此，開展對植物寄生線蟲 AChE 的研究，既有助于深入了解線蟲 AChE 的特性，又可以進(jìn)一步開發(fā)新的防治途徑和方法。值得注意的是，在這些化合物中差別很大的結(jié)構(gòu)和非共價鍵，通過不同酶的位點，提供許多不同的起始作用，暗示了在未來的藥物設(shè)計研究中這是一個富有成效的領(lǐng)域。

目前，檢測到編碼膽堿能突觸的 AChE 基因，可以識別耐藥菌株的突變點，減少靶標(biāo)的敏感性，從而賦予殺蟲劑耐藥性［19］， 這有利于今后的研究。乙酰膽堿酯酶為防治寄生線蟲提供了重要的神經(jīng)肌肉靶標(biāo)，通過它人們有可能開發(fā)出更多的選擇性抑制劑。例如，乙酰膽堿酯酶復(fù)合使用抑制劑用于阿爾茨海默氏?。ˋlzheimer disease，AD）的治療最近已取得了較好的進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，雙位點作用的 AChE 含有兩個重要的結(jié)構(gòu)域：一個是位于活性口袋底部的催化位點（catalytic anionic site，CAS），由 Ser200、His440 和 Glu327 組成；另 一個是位于入口處，以 Trp279 為中心的外周陰離子位點（ peripheral anionic site，PAS）。經(jīng)典的乙酰膽堿酯酶抑制劑（AChEIs）多作用于 AChE 催化位點，通過抑制乙酰膽堿水解來提高 AD 患者腦內(nèi)的 ACh 水平，達(dá)到改善其學(xué)習(xí)記憶能力和認(rèn)知水平的治療目的［31］。因此，篩選具有較好活性的天然乙酰膽堿酯酶抑制劑（AChEI），發(fā)現(xiàn)高活性的先導(dǎo)化合物，并且通過進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)改造與修飾，從而開發(fā)出治療 AD 的藥物，對人類社會的發(fā)展具有重要意義［32］。這類藥物對人類健康的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對動物健康的影響，并有可能針對乙酰膽堿酯酶這類新靶標(biāo)開展深入研究。

5　展　望

線蟲基因組的研究促進(jìn)了線蟲 AChE 基因的研究，包括線蟲 AChE 基因的克隆、表達(dá)與純化、結(jié)構(gòu)與功能的分析，但對植物寄生線蟲 ace 調(diào)控和分子進(jìn)化研究還處于起始階段。盡管知道了植物寄生線蟲AChE 為多基因編碼，但其實質(zhì)以及它們的生物學(xué)意義仍不清楚。這些研究推動了昆蟲靶標(biāo)抗性分子遺傳的研究。鑒于對植物寄生線蟲 ace 的調(diào)控機(jī)理研究較少，雖然有些抗性害蟲的 AChE 已被證實對殺蟲劑敏感度下降，卻仍未發(fā)現(xiàn)有ace 突變的現(xiàn)象，目前無法進(jìn)行解釋［33］。

乙酰膽堿酯酶（AChE）是一種催化乙酰膽堿分解的水解酶，它與有機(jī)磷農(nóng)藥有特異反應(yīng)［34］。針對AChE 利用基因工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)磷農(nóng)藥的快速檢測、人類疾病防治、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和害蟲的抗藥性等方面的研究具有非常重要的意義［35-36］。 隨著 x-衍射技術(shù)、原子力學(xué)顯微技術(shù)、基因工程定點突變技術(shù)、計算機(jī)模擬技術(shù)等的發(fā)展，相信在不久的將來，在 AChE 的結(jié)構(gòu)和功能的研究、AChE 的遺傳學(xué)研究以及不同生物 AChE 的分子生物學(xué)機(jī)制研究等方面必將取得新的成果。但是，由于當(dāng)前 AChE 的研究重點主要集中在生化毒理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和藥理學(xué)方面，確切地說，主要集中在昆蟲抗藥性、人類疾病防治等研究領(lǐng)域，而在環(huán)境保護(hù)以及植物寄生線蟲病害的防治方面卻很少涉及。因此，如果要想 AChE 在農(nóng)業(yè)病蟲害防治方面發(fā)揮更大的作用，就必須深入開展AChE 基因的相關(guān)研究，運(yùn)用這些技術(shù)獲得有效的現(xiàn)實意義。

［1］ Chitwood D J. Research on plant-parasitic nematode biology conducted by the United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service［J］. Pest Management Science， 2003， 59（6-7）: 748-753.

［2］ 丁中， 彭德良， 高必達(dá). 線蟲乙酰膽堿酯酶研究進(jìn)展［J］. 植物保護(hù)， 2008， 34（3）: 18-21.

［3］ Opperman C H， Chang S. Nematode acetylcholinesterases: molecular forms and their potential role in nematode behavior［J］. Parasitology Today， 1992， 8（12）: 406-411.

［4］ Ba?kurt S， Ta?k?n B G， Do?a? E， et al. Polymorphism in the acetylcholinesterase gene of Musca domestica L. field populations in Turkey［J］. Journal of Vector Ecology， 2011， 36（2）: 248-257.

［5］ IIg T， Cramer J， Lutz J， et al. The characterization of Lucilia cuprina acetylcholinesterase as a drug target， and the identification of novel inhibitors by high throughput screening［J］. Insect Biochemistry and Molecular Biology， 2011， 41（7）: 470-483.

［6］ Kang J S， Lee D W， Koh Y H， et al. A soluble acetylcholinesterase provides chemical defense against xenobiotics in the pinewood nematode［J］. Plos One， 2011， 6（4）: e19063.

［7］ Lu Y， Park Y， Gao X， et al. Cholinergic and non-cholinergic functions of two acetylcholinesterase genes revealed by gene-silencing in Tribolium castaneum［J］. Scientific Reports， 2012， 2: 288.

［8］ Johnson C D， Russell R L. Multiple molecular forms of acetylcholinesterase in the nematode Caenorhabditis elegans［J］. Journal of Neurochemistry， 1983， 41（1）: 30-46.

［9］ Lee D L. Why do some nematode parasites of the alimentary tract secrete acetylcholinesterase？［J］ International Journal for Parasitology， 1996， 26（5）: 499-508.

［10］ Wu A B， Chen H D， Tang Z Z， et al. Synthesis of Drosophila melanogaster acetylcholinesterase gene using yeast preferred codons and its expression in Pichia pastoris［J］. Chemico-Biological Interactions， 2008， 175（1-3）: 403-405.

［11］ Li B， Wang Y H， Wang J M， et al. Cloning and expression analysis of acetylcholinesterase gene （Bm-ace1， Bm-ace2） from domesticated silkworm，Bombyx mori［J］. Advanced Materials Research， 2011， 175-176: 13-18.

［12］ Peng G D， Wang J M， Ma L， et al. Transcriptional characteristics of acetylcholinesterase genes in domestic silkworms（Bombyx mori） exposed to phoxim［J］. Pesticide Biochemistry and Physiology， 2011， 101（3）: 154-158.

［13］ Pritchard D I， Brown A， Toutant J P. The molecular forms of acetylcholinesterase from Necator americanus（Nematoda）， a hookworm parasite of the human intestine［J］. Eur J Biochem， 1994， 219（1-2）: 317-323.

［14］ Lang G J， Zhang M Y， Li B L， et al. Molecular characterization and inhibition analysis of the acetylcholinesterase gene from the silkworm maggot， Exorista sorbillans［J］. BMB Reports， 2010， 43（8）: 573-578.

［15］ Chang S， Opperman C H. Separation and characterization of Heterodera glycines acetylcholinesterase molecular forms［J］. Journal of Nematology， 1992， 24（l）: 148-155.

［16］ Wassim N M， Soliman B A， Yamani D F， et al. Rapid assay to differentiate the two forma of Egyptian Aedes caspius（Diptera: Culicidae） using acetylcholinesterase gene［J］. The Journal of Basic &Applied Zoology， 2013， 66: 12-17.

［17］ Weill M， Fort P， Berthomieu A， et al. A novel acetylcholinesterase gene in mosquitoes codes for the insecticide target and isnon-homologous to the ace gene in Drosophila［J］. The Royal Society， 2002， 269（1504）: 2007-2016.

［18］ Dong S L， Andrews M C， Li F， et al. Acetylcholinesterase genes and insecticide resistance in aphids［J］. Extended Abstracts / Chemico-Biological Interactions ， 2005， 157: 373-374.

［19］ Wassim N M. Isolation of acetylcholinesterase gene from Egyptian Anopheles pharoensis（Theobald）［J］. The Journal of Basic &Applied Zoology， 2012， 65（1）: 79-82.

［20］ Kang J S， Lee D W， Choi J Y， et al. Three acetylcholinesterases of the pinewood nematode， Bursaphelenchus xylophilus: insights into distinct physiological functions［J］. Molecular & Biochemical Parasitology， 2011，175: 154-161.

［21］ Chang S， Opperman C H. Characterization of acetylcholinesterase molecular forms of the root-knot nematode，Meloidogyne［J］. Molecular and Biochemical Parasitology， 1991， 49（2）: 205-214.

［22］ Piotte C， Arthaud L， Abad P， et al. Molecular cloning of an acetylcholinesterase gene from the plant parasitic nematodes，Meloidogyne incognita and Meloidogyne javanica［J］. Molecular and Biochemical Parasitology， 1999， 99（2）: 247-256.

［23］ 丁中， 彭德良， 黃文坤， 等. 甘薯莖線蟲乙酰膽堿酯酶基因Dd-ace-2全長cDNA的克隆和序列分析［J］. 生物工程學(xué)報，2008， 24（2）: 239-244.

［24］ Costa J C， Lilley C J， Atkinson H J， et al. Functional characterisation of a cyst nematode acetylcholinesterase gene using Caenorhabditis elegans as a heterologous system［J］. International Journal for Parasitology， 2009， 39（7）: 849-858.

［25］ 熊玉芬， 王暄， 梁中偉， 等. 松材線蟲乙酰膽堿酯酶基因 Bx-ace-2 的克隆和序列分析［J］. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2010，33（4）: 42-48.

［26］ 彭煥， 彭德良， 胡先奇， 等. 重要植物寄生線蟲內(nèi)切葡聚糖酶基因研究進(jìn)展［J］. 植物病理學(xué)報， 2012， 42（4）: 345-352.

［27］ Laffaire J B， Jaubert S， Abad P， et al. Molecular cloning and life stage expression pattern of a new acetylcholinesterase gene from the plant-parasitic nematode Meloidogyne incognita［J］. Nematology， 2003， 5（2）:213-217.

［28］ 丁中， 彭德良， 高必達(dá)， 等. 甘薯莖線蟲乙酰膽堿酯酶基因 Dd-ace-1 全長 cDNA 的克隆和序列分析［J］. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2010， 36（4）: 437-441.

［29］ 丁中， 彭德良， 高必達(dá)， 等. 甘薯莖線蟲乙酰膽堿酯酶基因ace-3全長cDNA的克隆和序列分析［J］. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報，2008， 16（2）: 326-331.

［30］ 周芳， 趙鑫， 楊光. 分光光度法快速測定 6 種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量［J］. 理化檢驗（化學(xué)分冊）， 2013， 49（11）: 1335-1338.

［31］ 鄭偉， 謝瓊， 陳良康， 等. 雙位點作用的乙酰膽堿酯酶抑制劑［J］. 化學(xué)進(jìn)展， 2013， 25（11）: 1973-1980.

［32］ 王君， 劉新民， 潘瑞樂. 遠(yuǎn)志皂苷堿水解產(chǎn)物對乙酰膽堿酯酶抑制活性的研究［J］. 中南藥學(xué)， 2014， 12（2）: 102-106.

［33］ Wang J M， Wang B B， Xie Y， et al. Functional study on the mutations in the silkworm （Bombyx mori） acetylcholinesterase type 1 gene （ace1） and its recombinant proteins［J］. Mol Biol Rep， 2014， 41: 429-437.

［34］ Temeyer K B， Olafson P U， Brake D K， et al. Acetylcholinesterase of Rhipicephalus （Boophilus） microplus and Phlebotomus papatasi: gene identification， expression， and biochemical properties of recombinant proteins［J］. Pesticide Biochemistry and Physiology， 2013， 106:118-123.

［35］ 劉銘鈞， 李盾， 高俊娥. 乙酰膽堿酯酶基因工程技術(shù)研究進(jìn)展［J］. 生物技術(shù)， 2008， 18（2）: 84-87.

［36］ 羅飛飛， 廖淑珍， 張瑞蓮， 等. 雙重信號放大的乙酰膽堿酯酶電化學(xué)傳感器檢測有機(jī)磷農(nóng)藥［J］. 分析化學(xué)研究報告，2013， 41（10）: 1549-1554.

Research Advances of Acetylcholinesterase Genes from Nematodes

CHEN Yu-yan， HU Chang-zhi， CUI Ru-qiang*
（College ofAgronomy， Jiangxi Agricultural University， Nanchang 330045， China）

Acetylcholinesterase（AChE， EC3.1.1.7）is a key enzyme in biological nerve conduction. Between cholinergic synapses， the enzymatic degradation of acetylcholine could terminate the effects of neurotransmitters epicuticular on postsynaptic membrane excitation， so as to ensure the neural transmission of nerve signals in vivo. The gene characteristics were discussed， and all the structure characteristics and the function of the ace genes from nematodes reported were also discussed in this passage. Finally， the problems and prospects in the studies of nematode ace were also analyzed.

nematodes； acetylcholinesterase； acetylcholinesterase genes

S763.3

A

2095-3704（2015）04-0284-06

2015-10-10

國家自然科學(xué)基金項目（31260423）和江西省研究生創(chuàng)新項目（YC2014-S198）

陳玉艷，女，研究生，主要從事植物病原線蟲學(xué)研究，E-mail:646816329@qq.com；*通信作者：崔汝強(qiáng)，副教授，博士，E-mail:cuiruqiang@jxau.edu.cn。