破壞素對重大入侵害蟲煙粉虱免疫反應的抑制機制

《破壞素對重大入侵害蟲煙粉虱免疫反應的抑制機制》是依託華南農業大學，由沈斌斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：破壞素對重大入侵害蟲煙粉虱免疫反應的抑制機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈斌斌
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

煙粉虱是世界性重大農業害蟲，探討破壞素對煙粉虱免疫反應的抑制機理，為基於昆蟲免疫系統信號分子為靶標設計新農藥提供新的思路。在前期研究破壞素對斜紋夜蛾SL-1細胞的致凋亡作用和對小菜蛾免疫相關差異表達基因Serpins的作用，以及測定分析煙粉虱轉錄組和蛋白質譜數據的基礎上，本項目利用生物信息學結合基因晶片技術篩選煙粉虱的免疫相關基因/蛋白；測定破壞素處理煙粉虱的表達譜和蛋白質譜，篩選免疫破壞素和被破壞素抑制的免疫相關關鍵因子；利用RNAi技術闡明關鍵因子在細胞免疫或體液免疫中的相關功能；利用螢光原位雜交(FISH)，Northern blots結合Western blots揭示被破壞素抑制的關鍵免疫因子的功能，從而闡明破壞素抑制煙粉虱免疫反應的機制。研究結果可為以害蟲免疫系統為靶標的免疫抑制劑的開發奠定理論基礎，最終為我國農業的可持續發展提供害蟲控制的新策略和新方法。

結題摘要

煙粉虱Bemisia tabaci（Gennadius）屬半翅目（Hemiptera）粉虱科（Aleyrodidae），是國際上農業生產中的重大有害生物。破壞素是由蟲生真菌分泌的次生代謝物，在煙粉虱生物防治上具有巨大的套用潛力。本項目研究採用透射電鏡技術結合轉錄組測序，在獲得破壞素A處理煙粉虱的病理特徵基礎上，構建了處理組與對照組的差異表達基因資料庫，分析了破壞素A對煙粉虱解毒酶系活性、能量物質含量的影響，對29株蟲生真菌菌株進行分類學鑑定並篩選出對煙粉虱具有高毒力的菌株。主要研究結果如下： 1.採用透射電鏡對破壞素A的LC50濃度處理後4h、8h、12h煙粉虱成蟲的脂肪體、中腸組織超微結構進行了比較。結果表明：破壞素A處理後，煙粉虱成蟲的中腸細胞受到了嚴重損壞。 2.利用Illumina 4000高通量測序平台測定了破壞素A的LC50濃度處理後4h、8h、12h煙粉虱成蟲的轉錄組。結果顯示：在處理組與對照組間獲得了多個差異表達基因，其中4h上調基因637條，下調基因1071條；8h上調基因336條，下調基因280條；12h上調基因334條，下調基因221條。 3.通過比較破壞素A處理與對照轉錄組，總共檢測到了40個解毒酶系差異表達基因，包括29個CYP450基因、5個GST基因及6個CarE基因，表明煙粉虱解毒酶系在應對破壞素A脅迫中起到重要作用。隨後測定了破壞素A的LC10和LC50濃度處理後4h、8h、12h煙粉虱成蟲的解毒酶系活性及部分解毒基因的表達量。4.昆蟲的能量物質是保證其完成自身生命活動的基礎，為了解破壞素A對煙粉虱能量物質的影響，測定了破壞素A的LC10和LC50濃度處理後4h、8h、12h煙粉虱成蟲的能量物質含量變化，結果顯示：破壞素A處理後，煙粉虱的海藻糖、可溶性糖、糖原含量均不同程度出現下降，表明破壞素A能夠影響煙粉虱的能量物質含量。5.利用TEF區序列、Bloc區序列、TEF-Bloc聯合序列構建系統發育樹，表明29株菌株共包括24株球孢白僵菌，2株假性球孢白僵菌，3株環鏈棒束孢。菌株SP433和SB009在煙粉虱防治中具有很高套用潛力。 本研究結果可為挖掘破壞素作用機制提供試驗數據與技術支撐，有助於深入研究破壞素對煙粉虱的抑制和攻擊靶標，為揭示破壞素與昆蟲的互作機制提供理論依據。