三種稻飛虱應對水稻病毒感染的免疫應答網路比較分析

《三種稻飛虱應對水稻病毒感染的免疫應答網路比較分析》是依託浙江大學，由鮑艷原擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：三種稻飛虱應對水稻病毒感染的免疫應答網路比較分析
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：鮑艷原
• 項目類別：面上項目

項目摘要

稻飛虱是危害我國水稻生產最嚴重的生物災害。近年來由褐飛虱傳播的水稻齒葉矮縮病、灰飛虱傳播的條紋葉枯病和白背飛虱傳播的南方黑條矮縮病在我國南方稻區發生範圍持續擴大，給我國的水稻作物安全帶來了很大的威脅，但由於對傳毒機制知之甚少而導致缺乏有效的防治措施。因此，揭示三種稻飛虱傳播水稻病毒病的分子機制是當前亟待解決的科學問題。最近我們分別完成了褐飛虱全基因組測序和組裝以及三種稻飛虱的轉錄組測序，本項目擬在此基礎上，全面研究褐飛虱、灰飛虱和白背飛虱應對水稻齒葉矮縮病毒、條紋葉枯病毒和南方黑條矮縮病毒感染的免疫應答機制，通過表達譜測序分析揭示三種稻飛虱對特異性及非特異性病毒感染的免疫反應，發現顯著差異表達的宿主免疫因子並進行基因功能驗證，明確稻飛虱種間及種內個體的獲毒傳毒特異性與稻飛虱免疫調控機制之間的關係，為揭示稻飛虱成災機理和對病毒病的防治提供研究基礎。

結題摘要

本課題圍繞三種水稻病毒即齒葉矮縮病毒、條紋葉枯病毒和南方黑條矮縮病毒分別感染褐飛虱、灰飛虱以及白背飛虱，在昆蟲宿主水平進行了比較表達譜測序分析。研究結果揭示了三種稻飛虱在針對特異性病毒感染時，昆蟲宿主免疫相關基因的表達存在顯著差異，表明昆蟲介體在應對特異性植物病毒感染時的免疫應答反應具有昆蟲物種特異性。對於取食植物汁液的刺吸式口器昆蟲來說，唾液腺是植物病毒複製增殖與傳播的重要組織。本課題主要針對感染與未感染齒葉矮縮病毒的褐飛虱唾液腺進行了RNA-Seq分析；同時對感染與未感染齒葉矮縮病毒的褐飛虱分泌的水狀唾液進行了Shotgun蛋白質譜分析，對唾液蛋白進行了較為系統的成分鑑定、比較分析與功能研究。本課題進一步研究發現齒葉矮縮病毒感染褐飛虱後明顯誘導了唾液腺細胞凋亡，通過RNAi實驗明確了齒葉矮縮病毒誘導唾液腺細胞凋亡的信號傳導通路; 抑制細胞凋亡通路的基因表達能夠顯著降低齒葉矮縮病毒從其昆蟲介體褐飛虱到植物寄主水稻的傳播效率。此外，本課題還揭示了齒葉矮縮病毒與褐飛虱之間的蛋白互作關係，證明了褐飛虱的一個線粒體蛋白在齒葉矮縮病毒的複製增殖過程中具有重要作用。這些研究結果為水稻病毒病的生物防治提供了重要的分子靶標。