DcVgR参与柑橘黄龙病菌提高柑橘木虱生殖力的分子机制
批准号:
32102193
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
念晓歌
依托单位:
学科分类:
农业昆虫学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
念晓歌
中文摘要
柑橘黄龙病是由韧皮部杆菌属细菌引起的一种毁灭性柑橘病害。柑橘木虱作为柑橘黄龙病的主要传播媒介,其强大的生殖力是黄龙病在田间快速流行和爆发的重要原因。我们前期研究发现带菌柑橘木虱卵巢发育提前,其卵黄原蛋白受体基因DcVgR在卵巢内的表达显著上调,柑橘黄龙病菌是通过什么途径引起DcVgR基因的上调进而调控柑橘木虱的生殖?其分子机制尚不明确。本项目从黄龙病菌提高柑橘木虱生殖力这一现象为切入点,采用FISH、qRT-PCR、Western blot、RNAi、miRNA测序等方法:①研究黄龙病菌在柑橘木虱卵巢中的分布动态及对卵巢发育的影响;②明确DcVgR基因的表达模式及在黄龙病菌调控柑橘木虱生殖中的作用;③从转录水平和转录后水平探索DcVgR参与黄龙病菌提高柑橘木虱生殖力的分子机制。本研究力求在理论上更好地理解媒介昆虫-植物病原物间的互作关系,在实践上为柑橘木虱和柑橘黄龙病的有效防控提供新思路。
英文摘要
Citrus Huanglongbing (HLB) is a devastating disease of citrus which caused by citrus greening disease pathogen, Candidatus Liberibacter asiaticus (Las). Asian citrus psyllid, Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae), is the mainly transmitting vector of HLB. The powerful fecundity of D. citri is the important factor for the rapid spread and outbreak of HLB in the field. Our previous studies found that the ovary of Las-positive D. citri developed earlier, and the expression level of vitellogenin receptor (DcVgR) gene was also significantly up-regulated in the ovary. How does Las improve DcVgR expression and then regulate the fecundity of D. citri? The molecular mechanism underlying is still unclear. In the present study, considering fecundity improvement of D. citri by Las as breakthrough point, we are going to use FISH, qRT-PCR, Western blot, RNAi, miRNA sequencing and other methods to ① investigate Las distribution dynamics in the ovary and the effect of Las on the ovary development of D. citri; ② analyze the expression patterns of DcVgR and the function of DcVgR in the fecundity improvement of D. citri mediated by Las; ③ explore the molecular mechanisms that DcVgR involved in the regulation of Las on D. citri reproduction at the transcriptional level and post-transcriptional level. The results of this study could not only help to understand the interaction of vector insect-plant bacterium in theory, but also provide a new idea for controlling D. citri and HLB in practice.
柑橘黄龙病是当前全球柑橘生产中的头号病害,被称为“柑橘癌症”,主要由柑橘木虱传播。柑橘木虱携带黄龙病菌后,其生殖力显著增加是黄龙病在田间频繁爆发的重要原因之一。黄龙病菌通过何种途径调节柑橘木虱的生殖从而提高了生殖力?其生理过程尚不清楚,其分子机制也罕见报道。通过本项目实施,得出如下研究结果:(1)利用荧光原位杂交技术(FISH)和qRT-PCR技术,发现黄龙病菌在柑橘木虱体内呈现系统性侵染的特征,并首次证实了黄龙病菌能高概率经卵垂直传播到下一代。(2)运用qRT-PCR、免疫荧光、Western blot和RNAi等技术,证明了miR-275通过负调控靶标基因DcVgR的表达参与黄龙病菌提高柑橘木虱的生殖力。同时,保幼激素信号通路JH-Met-Kr-h1作用于DcVgR和miR-275的上游调控柑橘木虱和黄龙病的互利共赢行为。(3)深入研究表明,miR-34通过负调控靶标基因DcAKHR的表达参与黄龙病菌提高柑橘木虱生殖力的过程。同时,DcAKHR和miR-34作用于保幼激素信号通路JH-Met-Kr-h1的上游。(4)通过双荧光素酶检测、qRT-PCR、FISH和RNA结合蛋白免疫沉淀等研究,证实了miR-2和nevel-miR-109通过负调控靶标基因DcKr-h1的表达参与黄龙病菌/玫烟色棒束孢提高柑橘木虱生殖力的过程;这一发现阐明了miR-2和miR-109在黄龙病菌-柑橘木虱互作和玫烟色棒束孢-柑橘木虱互作体系中的保守功能。这些研究成果已发表高水平SCI论文6篇,并协助博士后导师培养了4名研究生。总之,本项目以携带黄龙病菌的柑橘木虱为模型,深入研究了黄龙病菌提高柑橘木虱生殖力这一现象。研究结果处于媒介生物学领域的前沿,不仅丰富了植物病原-媒介昆虫间互作机制的理论体系,还为柑橘木虱和柑橘黄龙病的田间有效防控提供新思路。
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