《病原真菌誘導的東亞飛蝗特異表達基因研究》是依託重慶大學，由夏玉先擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：病原真菌誘導的東亞飛蝗特異表達基因研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：夏玉先
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
真菌是引起昆蟲疾病的主要病原微生物，在害蟲防治中套用廣泛。其中，綠僵菌是目前蝗蟲防治中最有效的微生物農藥。弄清病原真菌誘導的昆蟲防禦機制，對於殺蟲真菌農藥研製具有重要價值。蝗蟲是最重要的農業害蟲和直翅目的代表性昆蟲,具有重要的經濟影響和研究價值。由於對真菌誘導的昆蟲防禦分子機制研究匱乏，本項目以東亞飛蝗和綠僵菌為模式體系，通過提取真菌侵染的蝗蟲血細胞和脂肪體mRNA，分別構建感病蝗蟲均一化全長cDNA文庫和差減文庫；採用抑制消減雜交方法，克隆、篩選出東亞飛蝗感病後特異表達的基因，採用生物信息學方法進行初步鑑定；採用本實驗室成熟的蝗蟲RNAi技術鑑定特異表達基因的功能。本項研究可發現一批抗菌相關基因，為害蟲防治提供新的依據和潛在靶標，有助於闡明昆蟲防禦真菌侵染的分子機理。
結題摘要
真菌是引起昆蟲疾病的重要病原微生物，在害蟲防治中具有重要套用潛力，理解真菌誘導的昆蟲防禦分子機制研究，可為害蟲防治提供新的依據和潛在靶標。由於昆蟲防禦病原真菌的研究較少，本項目以東亞飛蝗和綠僵菌為模式體系，分析昆蟲對真菌感染的反應中表達的基因，弄清它們的功能和作用。 採用真菌感染後東亞飛蝗的免疫組織（脂肪體、血細胞）構建了均一化cDNA文庫，測序分析發現其中具有免疫相關基因；建立了綠僵菌在蝗蟲體表階段的均一化cDNA文庫，大規模測序揭示了病原菌適應寄主體表的機制。通過深度測序，對東亞飛蝗在真菌感染前後免疫組織（脂肪體、血細胞）進行了全表達譜分析，確定出了東亞飛蝗感病後上調錶達的基因，其中包含有與免疫反應相關的已知基因和新基因。對東亞飛蝗在真菌感染前後中樞神經系統進行全表達譜分析表明，離子通道蛋白、神經遞質受體等神經系統基因的表達也發生了改變。上述研究結果為克隆和鑑定東亞飛蝗防衛病原真菌侵染相關基因奠定基礎。本項目採用RNAi等技術鑑定出8個東亞飛蝗基因的功能，發現了東亞飛蝗必需基因和防衛真菌的相關基因6個。建立了多基因表達快速檢測的新方法（MgC-GEP法），該方法比定量PCR方法（real-time RT-PCR）和基因晶片更加準確、經濟、簡便，特別適合中等通量的基因轉錄分析。採用該方法分析Toll Pathway的8個基因在東亞飛蝗不同組織的表達特徵，在國內外首次發現昆蟲能夠通過Toll Pathway感知病原真菌在其體表萌發，可快速啟動多個組織協同參與抵抗真菌感染。真菌的胞壁成分Laminarin和 Chitosan能夠通過寄主體表誘導Toll Pathway信號傳導，可能是昆蟲感知病原真菌在其體表萌發的原因之一。闡明了Lmβgrp基因在東亞飛蝗防衛病原微生物中的作用，Lmβgrp基因及下游酚氧化酶信號通路中酚氧化酶蛋白基因（Lmppo）在綠僵菌侵染過程中均上調錶達，RNA干擾Lmβgrp基因的轉錄後，東亞飛蝗腸道菌群改變，存活率和抗真菌侵染的能力降低，Lmβgrp不僅通過酚氧化酶信號在昆蟲抵抗真菌感染中起著重要作用，而且還也可能參與宿主昆蟲東亞飛蝗的腸道固有免疫應答反應。本項目鑑定的必需基因為殺蟲靶標基因，構建了能夠合成蝗蟲必需基因dsRNA的綠僵菌，在真菌侵染過程工程菌株合成的dsRNA能夠干擾寄主昆蟲必需基因轉錄，極大地提高了菌株毒力，因此，建立針對殺
