黑胸敗血芽孢桿菌對抗家蠶免疫防禦的研究

《黑胸敗血芽孢桿菌對抗家蠶免疫防禦的研究》是依託華南農業大學，由許俊峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：黑胸敗血芽孢桿菌對抗家蠶免疫防禦的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：許俊峰
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

昆蟲主要通過先天免疫對抗微生物的入侵和增殖，病原菌則通過毒力因子對抗昆蟲免疫反應使其能在宿主內定居、增殖、最終導致宿主發病。本項目結合蠶業生產實際，以家蠶（Bombyx mori）病原菌黑胸敗血芽孢桿菌（Bacillus bombyseptieus）為對象，研究其抵抗家蠶先天免疫的機制。在前期工作基礎上，通過定量PCR、基因敲除和生存分析等策略,鎖定了2個具有改變細胞壁電荷的dltA，mprf基因和1個雙組分傳導系統的感受基因hirS，將深入研究在黑胸敗血芽孢桿菌－家蠶的相互關係中：①dltA和mprf基因是否作為毒力因子通過改變自身細胞壁電荷組成以對抗家蠶抗菌肽的作用？②這2個毒力因子的表達是否為hirS所調控？③hirS是否還同時調控其它毒力因子對抗家蠶酚氧化酶的活性？研究結果對闡明黑胸敗血芽孢桿菌對家蠶的致病機制和對蠶病以及鱗翅目害蟲防治有重要的理論和實踐意義。

結題摘要

本項目以家蠶（Bombyx mori）主要病原菌黑胸敗血芽孢桿菌（Bacillus bombyseptieus）為研究對象，研究了一種膜內激酶組成的二元調控系統HirRS。初步闡明了該系統對抗家蠶細胞免疫和體液免疫的作用機制。研究的重要結果有四點： 1. 研究發現HirRS能感受陽離子型抗菌肽擊，進而調控mprF和dltA通過改變細胞膜電荷而有效的規避了家蠶的免疫反應，生存實驗證明ΔhirS菌株對家蠶的毒力顯著下降。 2. 進行了該菌株的分泌蛋白質組分析，發現HirRS調控多個毒力因子，其中有和致病性密切相關的粘附素（adhesin）、和細菌對抗亞血紅素和獲取鐵元素相關的運輸ATP結合蛋白（hemin ABC transporter ATP-binding protein）、普遍脅迫蛋白universal stress protein、以及對抗活性氧的（reactive oxygen species, ROS）抗亞碲酸鹽蛋白（tellurite resistance protein，Ter）。 3. 家蠶的酚氧化酶激活後能顯著的抑制ΔhirS菌株的生長，實驗證明酶氧化酶處理後ΔhirS菌株的細胞內活性氧相對於野生型顯著上升，這有可能是因為ΔhirS的TerA蛋白下調因而不能有效的對抗家蠶酶氧化酶激活後產生的活性氧。 4. 分析了黑胸敗血芽孢桿菌分泌的一種膽固醇依賴型的穿孔毒素Bblysin，研究證實該毒素具有殺蟲作用；相比較野生型菌株，Δbblysin菌株失去了誘導Bm12細胞凋亡的能力。Bblysin也能抑制家蠶血細胞的包被能力，從而抑制了家蠶的細胞免疫。本研究揭示了二元調控系統HirRS在感染家蠶時候能夠調控多種因子應對家蠶體內環境的壓力，其中包括了減少膜電荷規避陽離子型抗菌肽，對抗宿主活性氧的Ter蛋白，以及對抗和利用宿主hemin的相關基因。該研究為研發針對黑胸敗血芽孢桿菌二元調控系統的藥物提供了靶標和理論基礎。