【摘 要】
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豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）是半翅目昆虫,严重危害豆科等作物,是重要的农业害虫。基因组测序结果显示豌豆蚜缺失大量与免疫相关的基因,然而,豌豆蚜的免疫系统仍然能够有效地抵御病原微生物的入侵。JAK/STAT信号通路是一条由多种细胞因子构成的信号传导途径,广泛参与机体的多种生理调控过程,在昆虫的先天免疫调节中具有重要作用。为了探究JAK/STAT信号通路在豌豆蚜免疫系统中的作用,我
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:31772530）；
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豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）是半翅目昆虫,严重危害豆科等作物,是重要的农业害虫。基因组测序结果显示豌豆蚜缺失大量与免疫相关的基因,然而,豌豆蚜的免疫系统仍然能够有效地抵御病原微生物的入侵。JAK/STAT信号通路是一条由多种细胞因子构成的信号传导途径,广泛参与机体的多种生理调控过程,在昆虫的先天免疫调节中具有重要作用。为了探究JAK/STAT信号通路在豌豆蚜免疫系统中的作用,我们检测了豌豆蚜感染细菌和真菌后JAK/STAT信号通路核心元件受体Domeless1-3、酪氨酸激酶JAK、信号转导与转录激活因子Stat92E-1以及细胞信号转导抑制因子SOCS5的表达变化。利用RNA干扰技术沉默豌豆蚜的JAK和Stat92E-1基因,在目的基因干扰后感染细菌或真菌,检测豌豆蚜体内细菌菌落数或真菌孢子数,统计感染后豌豆蚜的存活率。主要结果如下:1.生物信息学分析发现:豌豆蚜JAK蛋白具有Band 4.1同源结构域、Src同源2结构域、蛋白酪氨酸激酶结构域、酪氨酸激酶催化结构域;Stat92E-1蛋白具有STAT相互作用结构域、STAT全α结构域、STAT DNA结合结构域、Src同源2结构域、低复杂性区域,这些结构域在昆虫中相对保守。多序列比对和系统发育树分析的结果也显示:JAK和Stat92E-1的氨基酸序列保守性高,与果蝇（Drosophila melanogaster）、埃及伊蚊（Aedes aegypti）、家蚕（Bombyx mori）等已报道的昆虫有较近的亲缘关系。2.革兰氏阴性菌大肠杆菌（Escherichia coli）、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和真菌球孢白僵菌（Beauveria bassiana）感染后,JAK/STAT通路关键元件Domeless1-3、JAK、Stat92E-1以及受Stat92E-1特异性调控的SOCS5基因的表达水平在部分时间点上调,与对照组差异显著,表明病原菌感染激活豌豆蚜JAK/STAT信号通路。3.干扰Stat92E-1后,SOCS5的表达变化趋势与干扰后Stat92E-1的表达变化趋势一致,表明SOCS5的转录受到Stat92E-1的调控。4.干扰JAK和Stat92E-1后感染E.coli和S.aureus,豌豆蚜体内细菌增殖明显加快;感染B.bassiana后,豌豆蚜体内真菌孢子数与对照组无明显差异。5.干扰JAK后,豌豆蚜死亡率高于对照组;干扰JAK后感染E.coli和S.aureus,豌豆蚜存活率明显下降,与对照组差异显著;感染B.bassiana后,存活率低于对照组,但无明显差异。干扰Stat92E-1后感染E.coli和S.aureus,豌豆蚜存活率极显著低于对照组;感染B.bassiana后,存活率降低,但与对照组无明显差异。结论:JAK/STAT信号通路参与豌豆蚜的抗菌反应,能够有效地抵御大肠杆菌和金黄色葡萄球菌入侵,在抗球孢白僵菌反应中发挥微弱作用。
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