豌豆蚜组织蛋白酶cathB-3098响应球孢白僵菌侵染的分子机制
批准号:
32102195
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:
叶超
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:
叶超
中文摘要
蚜虫是全世界广泛分布危害的刺吸式害虫,球孢白僵菌Beauveria bassiana是重要的生防真菌,然而蚜虫的免疫系统限制了球孢白僵菌的防控效力。真核生物cathepsin B可通过响应病原物侵染以诱导细胞凋亡,继而激活吞噬作用进行免疫。本项目前期分析表明,豌豆蚜组织蛋白酶基因cathB-3098响应球孢白僵菌的侵染,但是响应机制尚不明确。围绕此科学问题,本项目进行以下研究工作:(1)采用生物信息学和时空表达分析cathB-3098基因的基本特征;(2)利用表达动力学、亚细胞定位、RNAi和抑制剂试验解析cathB-3098响应球孢白僵菌的功能;(3)通过异源表达、RNAi和抑制剂试验明确cathB-3098介导的细胞凋亡与吞噬作用之间的关系。本项目研究结果将不仅揭示豌豆蚜cathB-3098介导的免疫机制,还将为蚜虫的微生物防控提供新思路。
英文摘要
Aphids, a sap-sucking agricultural pest, are distributed worldwide. The Beauveria bassiana is an important green entomopathogenic fungus for pest control. However, the control effect of B. bassiana against aphids was limited by the immune system of aphid. Eukaryotic cathepsin B provides immunity by inducing apoptosis in response to pathogen infection and subsequently activating phagocytosis. In this project, the previous analysis showed that the cathB-3098, a cathepsin gene from pea aphid, responded to B. bassiana infection, but the mechanism remains unclear. Based on this scientific problem, the following research work will perform in this project: (1) The primary characteristics of cathB-3098 gene were analyzed by bioinformatics and spatio-temporal expression profile. (2) The role of cathB-3098 in response to B. bassiana was analyzed by expression kinetics, subcellular localization, RNAi and inhibitor assay. (3) The relationship between cathB-3098-mediated apoptosis and phagocytosis was determined by the heterologous expression, RNAi and inhibitor assay. Our results will not only reveal the immune mechanism mediated by cathB-3098 of pea aphid, but also provide new ideas for aphid control by microbial agents.
本项目围绕豌豆蚜与其病原菌之间的分子互作机制,聚焦于CathB基因家族的功能研究,取得了重要进展。通过转录组学筛选和RT-qPCR验证,发现病原菌侵染显著上调豌豆蚜CathB-3098的表达。利用RNA干扰(RNAi)技术,通过Escort™ Ⅳ阳离子脂质体提高dsRNA递送效率,成功实现对CathB-3098基因的高效沉默。研究发现,靶向CathB-3098不仅诱导20%的蚜虫出现白化表型,还显著降低白色蚜虫中共生菌Buchnera的滴度,并导致白化个体的生长发育停滞。此外,RNAi靶向CathB-3098显著增强球孢白僵菌对蚜虫的致死能力,证明CathB-3098在豌豆蚜免疫系统中具有重要作用。项目执行期间,针对CathB-3098在不同组织中的表达模式及其响应病原菌侵染的功能,系统阐明了其在肠道和血淋巴中调控蚜虫免疫的作用机制。通过实验验证,解决了RNAi难以高效靶向CathB-3098的技术问题,为后续开发针对蚜虫的RNAi杀虫剂奠定了理论基础。研究成果提升了对半胱氨酸蛋白酶生物学功能的理解,并为害虫控制提供了新靶标。本项目产出较高质量的科研成果,包括在中科院一区期刊发表论文2篇,培养硕士研究生2名,均继续博士深造。本研究为害虫绿色防控策略的发展提供了新的视角和技术手段,具有重要的理论和实践意义。
内共生菌 Buchnera 代谢权衡“蚜虫-蚜茧蜂”互作的协同进化机制
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:叶超
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依托单位:
坏死性凋亡通路在PRV感染中激活及其调控病毒感染的机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:叶超
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依托单位:
丝氨酸蛋白酶CSP17介导“蚜虫-Buchnera”共生稳态的内源性调控机制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:叶超
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依托单位:
TLR2介导伪狂犬病毒感染的先天免疫识别与炎症调控分子机制
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批准号:32372982
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:叶超
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依托单位:
豌豆蚜富含半胱氨酸抗菌肽BCR8调控内共生菌Serratia symbiotica群落动态的分子机制
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2022
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负责人:叶超
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依托单位:
伪狂犬病毒诱导宿主炎症小体激活及IL-1β分泌的机制研究
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批准号:31902256
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2019
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负责人:叶超
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依托单位:
国内基金
海外基金