中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (13): 2491-2503.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.13.005
张楠(), 韩光杰(), 刘琴, 李传明, 祁建杭, 陆玉荣, 夏杨, 徐健
收稿日期:
2023-03-21
接受日期:
2023-05-13
出版日期:
2023-07-01
发布日期:
2023-07-06
通信作者:
联系方式:
张楠,E-mail:znfezhangnan@hotmail.com。韩光杰,E-mail:hanguangjie177@163.com。张楠和韩光杰为同等贡献作者。
基金资助:
ZHANG Nan(), HAN GuangJie(), LIU Qin, LI ChuanMing, QI JianHang, LU YuRong, XIA Yang, XU Jian
Received:
2023-03-21
Accepted:
2023-05-13
Published:
2023-07-01
Online:
2023-07-06
摘要:
【目的】研究稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)转录因子CncC(Cap‘n’Collar Isoform C)及其调控的抗氧化酶基因在抗稻纵卷叶螟颗粒体病毒(Cnaphalocrocis medinalis granulovirus,CnmeGV)感染中的作用,进一步丰富昆虫抗杆状病毒感染的免疫调控机制研究。【方法】使用RT-PCR克隆得到稻纵卷叶螟CncC(CmCncC)cDNA全长序列并分析其蛋白结构;以106 OB/mL浓度的CnmeGV或同浓度的CnmeGV和1 mmol·L-1 CncC抑制剂——ML385混合液饲喂稻纵卷叶螟3龄幼虫,感染后6—48 h取样,分析ML385对CnmeGV诱导的稻纵卷叶螟丙二醛(MDA)含量变化的影响,同时采用RT-qPCR分析病毒DNA复制水平、稻纵卷叶螟CmCncC、谷胱甘肽过氧化物酶-3(glutathione peroxidase-3,GPx-3)、锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn-SOD)和硫氧还蛋白过氧化物酶(thioredoxin peroxidase,TPx)等基因的表达水平,并每隔24 h统计幼虫死亡数,绘制10 d内幼虫的Kaplan-Meier生存曲线。使用1 mmol·L-1 ML385或1 mmol·L-1 ML385和200 μg·mL-1抗氧化剂N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)混合液饲喂感染的幼虫,使用RT-qPCR分析不同时间病毒DNA复制水平。【结果】CmCncC cDNA全长为3 404 bp,包括321 bp的5′-UTR,847 bp的3′-UTR和2 211 bp的ORF,编码一个长度为736 aa的蛋白,预测蛋白质分子质量为75.8 kDa。稻纵卷叶螟感染CnmeGV后丙二醛含量在感染的前12 h内显著上调,随后在24 h恢复到正常水平,而在48 h低于对照组。病毒感染导致CmCncC在12、24和48 h显著上调表达,分别为对照组的1.56、2.16和2.63倍,NAC处理显著降低了CnmeGV诱导的CmCncC表达上调的倍数,分别降低至对照组的48.12%、59.83%和56.32%。ML385处理导致病毒基因拷贝数在12和24 h分别增至对照组的1.79和1.76倍,同时导致稻纵卷叶螟感染CnmeGV 10 d后的死亡率显著升高,从单CnmeGV处理组的73.33%升至94.14%,而NAC处理能够减轻由于CncC抑制导致的病毒基因拷贝数的上调。CnmeGV感染分别导致GPx-3表达量在感染后48 h上调至对照组的3.68倍,Mn-SOD表达量在12、24和48 h分别上调至对照组的1.73、2.62和2.77倍,TPx表达量在12和24 h分别上调至对照组的1.76和2.10倍,但48 h恢复至对照组水平。使用NAC或CncC抑制剂处理感病幼虫发现,GPx-3、Mn-SOD和TPx对CnmeGV感染的响应被显著削弱。【结论】CmCncC介导了CnmeGV感染诱导的GPx-3、Mn-SOD和TPx上调表达,降低CnmeGV感染导致的氧化应激,从而限制病毒在其体内的复制并降低氧化损伤。
张楠, 韩光杰, 刘琴, 李传明, 祁建杭, 陆玉荣, 夏杨, 徐健. 稻纵卷叶螟转录因子CncC对杆状病毒CnmeGV感染的响应及功能[J]. 中国农业科学, 2023, 56(13): 2491-2503.
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表1
用于RT-PCR、RT-qPCR和RACE的引物序列"
引物名称 Primer name | 序列 Sequence (5′ to 3′) | 作用 Function |
---|---|---|
CncC1F | TTCCGAGGTTGCTCGAAGAC | CmCncC cDNA中间片段扩增 Amplification of intermediate fragments of CmCncC cDNA |
CncC1R | GTGGTGGTTCGTCGGGTAG | |
CncC2F | TGTCACTTTTCAAACCACACCA | |
CncC2R | TGGTGTGGTTTGAAAAGTGACA | |
CncC5RACE1R | TGCACCGGGTCCTCGAGGGAGAAGCC | CmCncC cDNA 5′端第一轮扩增 The first round PCR of CmCncC cDNA 5′ end |
CncC5RACE2R | CGTGGCCTGAGGACCCTCCATCTGCACC | CmCncC cDNA 5′端第二轮扩增 The second round PCR of CmCncC cDNA 5′ end |
CncC3RACE1F | CGCATCAGCCGCACGCGCATCCGCAT | CmCncC cDNA 3′端第一轮扩增 The first round PCR of CmCncC cDNA 3′ end |
CncC3RACE2F | CGCATCCGCATCCGCACACCCATCCG | CmCncC cDNA 3′端第二轮扩增The second round PCR of CmCncC cDNA 3′ end |
CncCqF | CAGAACTGTCGCAAACGCAA | CmCncC mRNA定量分析 Quantitative analysis of CmCncC mRNA |
CncCqR | TGGAACACGTGTCTGTAGAGC | |
GPxqF | ATCCGTGTCTCCAACCACAC | GPx-3 mRNA定量分析 Quantitative analysis of GPx-3 mRNA |
GPxqR | GCCTGGCAGTACACAGAACT | |
Mn-SODqF | GGTGACGTTCAGGTTGTTCAC | Mn-SOD mRNA定量分析 Quantitative analysis of Mn-SOD mRNA |
Mn-SODqR | CCCAGAATCTGTCCCACTCCC | |
TPxqF | AGGCTTTCGATCCCTTCTGC | TPx mRNA定量分析 Quantitative analysis of TPx mRNA |
TPxqR | GGTGGGGGTCACTGATGAAG | |
β-actinF | ATGGTCGGCATGGGACAG | 内参基因 Internal reference gene |
β-actinR | GAGTTCATTGTAGAAGGTGT | |
granulin qF | GACCCGACAACATTGCACAC | granulin的定量分析 Quantitative analysis of granulin |
granulin qR | ACGTACACGAGAGGACGGTA |
图4
抑制CmCncC促进了CnmeGV的感染 A:CnmeGV合并ML385处理后,提取DNA,检测CnmeGV granulin基因拷贝数After treatment with CnmeGV combined ML385, DNA was extracted and the copy number of the CnmeGV granulin was detected;B:NAC对抑制剂处理导致的病毒基因拷贝数变化的影响检测The effect of NAC on the changes in viral gene copy numbers caused by ML385 treatment was examined;C:病毒感染后稻纵卷叶螟的生存动态分析The survival dynamics of the C. medinalis after viral infection were analyzed"
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