MAPK信號(hào)通路在MED煙粉虱應(yīng)對(duì)外界環(huán)境壓力時(shí)的作用.pdf

1、煙粉虱Bemisia tabaci是熱帶及亞熱帶地區(qū)重要的農(nóng)業(yè)害蟲。隨著MiddleEast-Asia Minor1(MEAM1)和Mediterranean(MED)兩種外來(lái)煙粉虱的入侵，煙粉虱在我國(guó)各地區(qū)迅速成災(zāi)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大危害。煙粉虱不僅能夠吸食植物汁液造成植物營(yíng)養(yǎng)不良，還能夠傳播病毒，其中大部分是雙生病毒。入侵型煙粉虱能夠較好的適應(yīng)各種環(huán)境，包括不適宜的寄主植物、極端溫度、病原真菌、細(xì)菌侵染等。然而，這種適應(yīng)性的分子機(jī)

2、制還不甚明了。絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen activated protein kinase，MAPK)信號(hào)通路途徑高度保守，參與控制生物體一系列的生理生化反應(yīng)，特別是壓力應(yīng)對(duì)過(guò)程。本文主要克隆了入侵型MED煙粉虱體內(nèi)MAPK的相關(guān)基因，并研究了不同環(huán)境壓力下，煙粉虱體內(nèi)MAPK基因的表達(dá)以及途徑的激活情況，分析其可能存在的生物學(xué)功能。本文的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)MED煙粉虱MAPK相關(guān)基因的克隆和分析本文克隆了ME

3、D煙粉虱體內(nèi)MAPK的三個(gè)相關(guān)基因—JNK（c-Jun氨基末端激酶）、p38、ERK（細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶），并與其他物種進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示，MED煙粉虱JNK包含一個(gè)1176 bp的開放閱讀框(ORF)，編碼392個(gè)氨基酸。p38包含一個(gè)含有1077bp的ORF，編碼359個(gè)氨基酸。而ERK編碼的362個(gè)氨基酸構(gòu)成一個(gè)大小為41.71KDa的蛋白。對(duì)三者的氨基酸序列分析表明，MAPK高度保守，并擁有保守的雙磷酸化基團(tuán)(JNK∶TP

4、Y; p38∶TGY;ERK∶TEY)。
　　(2)不同溫度對(duì)MAPK信號(hào)途徑的影響為了探究不同溫度對(duì)煙粉虱MAPK途徑的影響，設(shè)置了0-40℃共六個(gè)溫度點(diǎn)。用p-JNK（磷酸化JNK），p-p38（磷酸化p38），p-ERK（磷酸化ERK）抗體進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，低溫條件下，p38磷酸化蛋白增多，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的信號(hào)通路途經(jīng)被激活，而JNK和ERK磷酸化蛋白量無(wú)明顯變化。由此推測(cè)，p38可能與煙粉虱低溫壓力下的應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。為了進(jìn)一步

5、探究低溫條件下MED煙粉虱體內(nèi)p38途徑的變化情況，繼續(xù)將煙粉虱放置于0℃條件下，經(jīng)過(guò)不同時(shí)間點(diǎn)后收蟲。結(jié)果表明，第三分鐘時(shí)即可檢測(cè)到磷酸化p38蛋白，說(shuō)明p38信號(hào)通路途經(jīng)在0℃被迅速激活。
　　(3)寄主轉(zhuǎn)換對(duì)MAPK信號(hào)途徑的影響將MED煙粉虱成蟲從健康棉花（適宜寄主）轉(zhuǎn)移至健康煙草（不適宜寄主）上，以健康棉花作為對(duì)照。結(jié)果表明ERK基因相對(duì)表達(dá)量大幅度下降，JNK和p38則無(wú)較大變化。而Western blot結(jié)果顯示，煙

6、粉虱體內(nèi)磷酸化p38、ERK、JNK蛋白均無(wú)明顯變化。說(shuō)明寄主轉(zhuǎn)換并未激活煙粉虱體內(nèi)MAPK信號(hào)途徑。
　　(4)真菌及細(xì)菌對(duì)MAPK信號(hào)途徑的影響為了驗(yàn)證MAPK信號(hào)途徑在煙粉虱免疫過(guò)程中所起的作用，利用真菌（白僵菌）和細(xì)菌（假單胞桿菌）侵染MED煙粉虱。以Tween20作為對(duì)照，結(jié)果表明，細(xì)菌處理?xiàng)l件下，MAPK基因、蛋白表達(dá)量均無(wú)明顯變化，說(shuō)明MAPK信號(hào)通路與煙粉虱對(duì)抗細(xì)菌侵染無(wú)較大關(guān)聯(lián)。而真菌卻能夠激活煙粉虱體內(nèi)的JNK

7、途徑。結(jié)果顯示，真菌侵染煙粉虱后，其體內(nèi)磷酸化的JNK明顯增多，p38、ERK無(wú)較大變化，說(shuō)明JNK在煙粉虱應(yīng)對(duì)真菌侵染的免疫反應(yīng)中起著重要的作用。
　　綜上所述，MAPK信號(hào)通路途徑參與了MED煙粉虱對(duì)不良環(huán)境的對(duì)抗。寄主轉(zhuǎn)移和細(xì)菌侵染與MAPK信號(hào)途徑無(wú)直接關(guān)系。而低溫及真菌侵染則能激活煙粉虱體內(nèi)的MAPK信號(hào)途徑。其中，低溫特異性激活p38途徑，而真菌侵染則激活JNK途徑。這些結(jié)果均表明，MAPK信號(hào)途經(jīng)在煙粉虱對(duì)環(huán)境的適應(yīng)