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蝶蛹金小蜂毒液调控寄主菜粉蝶蛹脂代谢机理

批准号:
32072480
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
方琦
依托单位:
学科分类:
生物防治
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
方琦

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
寄生蜂是重要天敌资源,被广泛应用于害虫生物防治,相关研究一直是植物保护学与昆虫学研究热点之一。本项目拟围绕“蝶蛹金小蜂毒液调控寄主菜粉蝶蛹脂代谢内在机理”之科学问题,拟采用多组学结合技术、电镜技术、基因克隆与表达、蛋白质分离纯化、抗体制备、转录与表达模式分析、生物学功能评价、生物学表型观察、RNA干扰功能验证等研究方法,以“蝶蛹金小蜂—菜粉蝶蛹”为研究体系,重点开展下列研究:1)蝶蛹金小蜂毒液对寄主菜粉蝶蛹脂代谢表型影响;2)毒液调控寄主脂代谢分子机理;3)毒液中调控寄主脂代谢的活性蛋白组分鉴定;4)毒液中调控寄主脂代谢关键活性蛋白组分功能及作用模式。最终从生理学、生物化学及分子生物学水平明确蝶蛹金小蜂毒液与寄主脂代谢互作机理,鉴定获得毒液中能调控寄主脂代谢的活性组分及编码基因,解析其功能与作用模式。最终为寄生蜂保育及利用提供帮助,并为依托天敌资源建立作物害虫绿色防控体系创造条件。
英文摘要
Parasitoid wasps are the importantly natural enemy resources. They are commonly applied in the biological control for crop insect pests. Studying on the parasitic wasps has always been a hotspot in the research fields of plant protection and entomology. In this proposal, we will focus on the scientific hypothesis about the internal mechanisms of the regulation by Pteromalus puparum venom on the lipid metabolism of its host, Pieris rapae pupa. The methods and technologies to be used in this proposal include omics-combination analysis, observation by transmission electron microscope, gene cloning and recombinant expression, protein purification, antiserum producing, transcript and expression profile analyses, biologically functional evaluation, biological phenotype observation, and RNA interference for functional verification. The research model of P. puparum/ P. rapae system will be as the investigated object and the experiments to be performed in this proposal are listed as below. 1) The influences of P. puparum venom leading to the phenotype changes of lipid metabolism in pupal host of P. rapae; 2) the molecular mechanisms of the venom regulation on host lipid metabolism; 3) identification of the active protein components in venom, regulating the host lipid metabolism; 4) the biological functions and action modes of the actively key components identified in venom. Finally, the mechanisms of the interaction between the venom cocktail and host lipid metabolism will be illustrated at physiological, biochemical and molecular levels, respectively. The active components regulating the host lipid metabolism will be identified from the venom, their encoding genes also will be cloned, and their function and action modes will be explored. The findings from this project will further provide such assistances to the conservation and utilization of parasitoid wasps and create favorable conditions to the establishment of the green control system of the crop pests, depending on the natural enemy resources.
本项目围绕“蝶蛹金小蜂毒液调控寄主菜粉蝶蛹脂代谢内在机理”这一科学问题,采用多组学结合技术、电镜技术、基因克隆与表达、蛋白质分离纯化、抗体制备、转录与表达模式分析、生物学功能评价、生物学表型观察、RNA干扰功能验证等研究方法,以“蝶蛹金小蜂—菜粉蝶蛹”为研究体系,开展深入系统研究。目前项目主要取得的阶段性成果如下:(1)已明确蝶蛹金小蜂毒液对寄主菜粉蝶蛹脂代谢表型影响,包括:对脂肪体形态结构、脂滴变化、脂代谢相关生化物质含量以及脂肪体抗氧化酶活性与抗氧化剂水平的影响。(2)已解析蝶蛹金小蜂毒液调控寄主菜粉蝶蛹脂代谢内在机理,包括:分析了毒液对寄主脂代谢相关基因表达影响,蝶蛹金小蜂寄生对寄主脂肪体和血淋巴脂质组的影响。(3)已对蝶蛹金小蜂毒液中调控寄主脂代谢的活性候选蛋白组分及其编码基因完成鉴定,共发现8个毒液脂肪酶基因与4个唾液脂肪酶基因为蝶蛹金小蜂寄生后参与其寄主体内脂质环境调节的主要因子。(4)解析蝶蛹金小蜂毒液中调控寄主脂代谢关键活性蛋白组分功能及作用模式,发现PPU16612是毒液中相对表达量最高的脂肪酶,具有潜在的水解胆固醇酯的能力,其与寄生后寄主体内胆固醇的酯化受到抑制相关。上述研究成果最终将为深入解析寄生蜂与寄主重要生理过程间互作机制,尤其为解析作物害虫脂代谢途径与通路、寄生蜂毒液与寄主代谢间的互作机理,找寻寄生蜂利用寄主营养物质的普遍规律,回答寄生蜂脂代谢进化生物学相关问题提供依据。同时,项目所筛选鉴定获得的寄生蜂毒液中具有显著活性且能有效调控寄主脂代谢的蛋白组分编码基因,及针对此类基因所建立的高效重组表达体系可后续用于新型代谢抑制类杀虫活性物质的研发。最终将为寄生蜂及其活性因子有效利用,及基于代谢抑制新型害虫生物防治策略形成提供支持。
基于寄生蜂的大棚浆果主要害虫绿色防控技术创新与示范
  • 批准号:
    LTGN23C140001
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    方琦
  • 依托单位:
蝶蛹金小蜂毒液丝氨酸蛋白酶抑制因子调控寄主血淋巴黑化的机理
  • 批准号:
    31101488
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    方琦
  • 依托单位:
国内基金
海外基金