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大豆蚜Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因AgKaSPI对蜡蚧刺束梗孢菌侵染的表达响应

2021-09-06陈雅茹杨洪佳车进明王泽群

昆虫学报 2021年8期

陈雅茹, 杨洪佳, 李 泽, 车进明,2, 王泽群, 樊 东,*

(1. 东北农业大学农学院, 哈尔滨 150030; 2. 桂应祥沙里院农业大学, 朝鲜平壤 95003)

在节肢动物中,丝氨酸蛋白酶(serine protease)及其同源蛋白是蛋白酶中的一个超家族,其成员包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶,数量占全部蛋白酶的2/3,这些蛋白酶都是维持生物体正常生命活动不可或缺的,且受丝氨酸蛋白酶抑制剂(serine proteinase inhibitor, SPI)的严格调控(赵丽芳等, 2016)。Kazal型SPI(Kazal-type serine proteinase inhibitor, KaSPI)是最为保守的一类,其广泛的生物学功能使其成为当今的研究热点(van Hoefetal., 2013)。在黑腹果蝇Drosophilamelanogaster(Niimietal., 1999)、大锥蝽Panstrongylusmegistus(Meiseretal., 2010)、东方蜜蜂Apiscerana(Kimetal., 2013)、埃及伊蚊Aedesaegypti(Torquatoetal., 2017)等30余种昆虫中发现了KaSPI,主要作用于对丝氨酸蛋白酶的调节,从而影响昆虫正常的生长发育(Gubbetal., 2010)。如在家蚕Bombyxmori丝腺中的包含3个Kazal结构域的BmKaSPI能有效抑制枯草杆菌蛋白酶,推测其在家蚕抵抗病原体入侵方面发挥着重要作用(Zhengetal., 2007);从丽蝇蛹集金小蜂Nasoniavitripennis毒液中克隆获得两个Kazal类丝氨酸蛋白酶抑制剂基因NvKSPI-1和NvKSPI-2。NvkSPI-1能抑制胰蛋白酶的活性,而NvKSPI-2对胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和蛋白酶K 3种丝氨酸酶的活性均无影响(Qianetal., 2015)。来自蜜蜂毒液的Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂不仅抑制枯草杆菌蛋白酶A和枯草杆菌蛋白酶K,而且还表现出对革兰氏阳性细菌和真菌的抗菌活性(Yangetal., 2017)。在其他昆虫中,KaSPIs还有助于保护昆虫免受微生物蛋白酶或宿主消化蛋白酶的侵害,同时还参与食物消化、凝血、抑菌作用以及先天免疫反应(Soaresetal., 2015; Gonellaetal., 2019)。

大豆蚜Aphisglycines隶属于半翅目蚜科(Aphididae),与其他昆虫不同,蚜虫基因组缺失大量的免疫相关基因(Gerardoetal., 2010)。尽管如此,蚜虫的免疫系统仍能够有效地对抗病原菌的入侵(Parkeretal., 2017)。……

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