昆虫免疫系统的的激活受Toll/Imd信号通路的调控,而肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是开启Toll/Imd信号通路的关键模式识别蛋白。本项目拟以小菜蛾为实验材料,运用SSH文库和RACE技术克隆小菜蛾体内的PGRPs基因,运用RNAi技术阻断小菜蛾PGRPs基因的表达,从而使启动小菜蛾免疫系统的Toll/Imd信号传导途径阻断或减弱,使小菜蛾更易感病而死亡,以期为通过调控害虫的免疫系统的开启来控制害虫奠定基础。运用定量RT-PCR、Northern印迹等方法检测PGRPs阻断前后抗菌肽基因的表达谱,阐明PGRPs在小菜蛾抗菌肽信号传导中的功能;采用SSH文库筛选免疫的健康小菜蛾和RNAi抑制小菜蛾虫体的抗菌肽cDNA序列,以期获得小菜蛾体内新的抗菌肽基因。该项目运用了靶标特异性强的RNAi技术,避免了环境污染,为小菜蛾的综合防治提供了一种新的手段,并为新的抗菌肽基因的筛选开辟新的思路。
Plutella xylostella(L.);transcription;PGRP;RNAi;antimicrobial peptides
1、 为了更好的挖掘小菜蛾体内的免疫基因相关基因,本实验测定了小菜蛾的转录组,并结合本实验室构建的SSH文库,综合筛选到的725条免疫相关Unigenes中,其中共获得了8个PGRP的Unigenes。本研究利用RACE技术克隆得到5个PGRP的cDNA全长,包括4个S型和一个L型,分别命名为PxPGRP-SA (EU399240),PxPGRP-SB, PxPGRP-SD, PxPGRP-S2和PxPGRP-LC。 2、 为了更好探讨小菜蛾PxPGRP的结构和功能。在原核细胞中表达了PxPGRP-SA,并制备了多克隆抗血清。免疫组化检测表明PxPGRP的主要表达部位是其脂肪体。为了研究其功能,在SF9 细胞和果蝇S2细胞中表达了PxPGRP-SA,利用His-taq一步纯化了重组的PxPGRP-SA。粘附实验表明细胞重组的PxPGRP-SA对格兰氏阳性菌具有较强的粘附结合功能,预示PxPGRP-SA对革兰氏阳性菌具有重要的识别反应。 3、 利用制备的PxPGRP-SA蛋白和抗PxPGRP-SA血清分别注射小菜蛾,结果表明在注射PxPGRP-SA蛋白的血淋巴中的PPO活性明显高于注射抗PxPGRP-SA血清的PPO活性;同时注射PxPGRP-SA蛋白的血淋巴中的细菌的存活率明显低于注射抗PxPGRP-SA血清的血淋巴中的细菌存活率;RNAi阻断了PxPGRP-SA的表达后的血淋巴的PPO活性也有所下降,结果表明PxPGRP-SA在启动PPO活性过程中起着重要作用。 4、 本研究利用RNAi阻断了PxPGRP-SA的表达,荧光定量PRC检测表明,PxPGRP-SA表达沉默后,抗菌肽基因cecropin1,Cecropin2,defensin和Lysozyme1的表达明显降低,而且,RNAi阻断了PxPGRP-SA的表达后的血淋巴中的细菌存活率明显升高。结果表明PxPGRP-SA在小菜蛾抗菌肽表达过程中起调控作用。进一步研究表明,PxPGRP-SA基因的沉默,提高了玫烟色棒束孢对小菜蛾的致病能力。 5、 通过以上研究,挖掘了8个小菜蛾PGRP的Unigenes,克隆了5 个小菜蛾PGRP的全长,明确了PxPGRP-SA在小菜蛾抗菌肽表达和酚氧化酶活性中起着重要功能;发表文章4篇,其中SCI文章一篇;投稿文章(SCI)3篇。