中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (8): 1550-1563.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.08.007
李林(), 张元珍, 鄢文英, 曾路, 庞锐, 许小霞(
), 金丰良(
)
收稿日期:
2025-01-15
接受日期:
2025-02-23
出版日期:
2025-04-16
发布日期:
2025-04-21
通信作者:
联系方式:
李林,E-mail:2287651143@qq.com。
基金资助:
LI Lin(), ZHANG YuanZhen, YAN WenYing, ZENG Lu, PANG Rui, XU XiaoXia(
), JIN FengLiang(
)
Received:
2025-01-15
Accepted:
2025-02-23
Published:
2025-04-16
Online:
2025-04-21
摘要:
【背景】酚氧化酶(PO)激活系统在昆虫先天免疫中发挥着关键作用,特别是在病原体防御方面。该系统的核心组分是酚氧化酶原激活蛋白酶(PAP),它能够直接激活酚氧化酶原(proPO)。尽管这些组分在昆虫的PO激活系统中具有重要意义,但相关研究仍然较为有限。【目的】探究微小RNA(microRNA,miRNA)在小菜蛾(Plutella xylostella)免疫金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)侵染的酚氧化酶激活系统中的调控作用,为害虫防治提供新的靶点和途径。【方法】通过生物信息学方法筛选并鉴定miRNA及其靶向的mRNA。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,检测miRNA、PAP2和PAP3在小菜蛾感染绿僵菌(1×106 CFU/mL)后不同时间的转录水平。采用体外双荧光素酶系统测定miRNA对PAP2和PAP3的调控作用。将miRNA模拟物(mimic)或抑制物(inhibitor)注射到小菜蛾体内,12 h后感染绿僵菌,使用qRT-PCR检测PAP2和PAP3的表达水平,同时统计死亡数并测定PO活性。【结果】miR-6497-x、miR-8545-x、novel-m0313-3p和novel-m0592-5p靶向PAP3;novel-m0042-5p、pxy-miR-2756-3p和miR-9215-x靶向PAP2。qRT-PCR检测结果显示,在绿僵菌侵染后的24和48 h,miRNA与靶基因之间存在负调控关系。体外试验结果表明,miR-6497-x、novel-m0313-3p和novel-m0592-5p靶向PAP3,表现出负调控作用,而miR-9215-x靶向PAP2,表现出显著的负调控作用。活体注射miR-6497-x mimic后,在绿僵菌侵染的12—48 h,PAP3表达量显著下调,幼虫死亡率显著增加,PO活性显著减弱。相反,活体注射miR-6497-x抑制剂后,在绿僵菌侵染的12—48 h,PAP3表达量显著上调,幼虫死亡率显著降低,PO活性显著增强。然而,过表达或抑制miR-9215-x后,在绿僵菌侵染的12—48 h,PAP2表达量、幼虫死亡率和PO活性与对照组相比均无显著变化。【结论】筛选并鉴定了靶向PAP3的miR-6497-x。离体和活体试验证实,miR-6497-x对PAP3具有负调控作用,进而影响PO级联反应。这表明miR-6497-x在调控小菜蛾对金龟子绿僵菌感染的免疫防御中发挥了重要作用,为针对害虫免疫系统的生物防治策略提供了理论依据。
李林, 张元珍, 鄢文英, 曾路, 庞锐, 许小霞, 金丰良. miR-6497-x在调控小菜蛾对真菌感染反应中的作用[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1550-1563.
LI Lin, ZHANG YuanZhen, YAN WenYing, ZENG Lu, PANG Rui, XU XiaoXia, JIN FengLiang. The Role of miR-6497-x in Regulating the Reaction of Plutella xylostella to Fungal Infection[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(8): 1550-1563.
表1
本研究使用的引物"
目的Purpose | 引物名称Primer name | 引物序列Primer sequence (5′-3′) |
---|---|---|
载体构建 Vector construction | PAP3-F | ccgctcgagcggATGACTCCGTTAATCTTAATATCTGC |
PAP3-R | aaggaaaaaagcggccgcaaaaggaaaaGCCGACCGGGCCCGCA | |
PAP2-F | ccgctcgagcggCCATCTATCCGAGTTCAACACGT | |
PAP2-R | aaggaaaaaagcggccgcaaaaggaaaaCAGCGGTCCCCCCGA | |
psi-check2-F | GCAACTACAACGCCTACCTTCGG | |
psi-check2-R | CGAAAAGGTCACACTCTGGGGCG | |
实时荧光定量PCR qRT-PCR | U6-F | CGCAAGGATGACACGCAA |
U6-R | GAATCGAGCACCAGTTACGC | |
RPS13-F | TCAGGCTTATTCTCGTCG | |
RPS13-R | GCTGTGCTGGATTCGTAC | |
qPAP2-F | GAAGCCTGACCTCATCCAAGA | |
qPAP2-R | ACGACACCGACCACAATCC | |
qPAP3-F | GGACTGCTGAGGTTGAAGGA | |
qPAP3-R | TTGGCGGTGATGTCTGATGA | |
novel-m0042-5p-F | TCCGAGTCTTCAAGGAACTGTGA | |
pxy-mir-2756-3p-F | CCCCCGAGTGCCTACAGCGACT | |
miR-9215-x-F | GAGGACGTGTGGCAGCCA | |
miR-6497-x-F | GGGTTTGGAGGGGAAGCG | |
miR-8545-x-F | GCCGGGCCTGGTCGATGT | |
novel-m0313-3p-F | CTCCGTGGTGGAGAGGATGGTG | |
novel-m0592-5p-F | TAGAAGCTGTCAGCATCGATGGGC | |
miRNA universal primers-R | TAACGAGACGACGACAGAC | |
mimic和inhibitor合成 mimic and inhibitor synthesis | miR-6497-x mimics sense | GGGUUUGGAGGGGAAGCG |
miR-6497-x mimics antisense | CUUCCCCUCCAAACCCUU | |
miR-6497-x inhibitor | CGCUUCCCCUCCAAACCC | |
miR-8545-x mimics sense | GCCGGGCCUGGUCGAUGU | |
miR-8545-x mimics antisense | AUCGACCAGGCCCGGCUU | |
novel-m0313-3p mimics sense | UAGAAGCUGUCAGCAUCGAUGGGC | |
novel-m0313-3p mimics antisense | CCAUCGAUGCUGACAGCUUCUAUU | |
novel-m0592-5p mimics sense | AACGCAGAGUGGGAUAGACU | |
novel-m0592-5p mimics antisense | UCUAUCCCACUCUGCGUUUU | |
novel-m0042-5p mimics sense | UCCGAGUCUUCAAGGAACUGUGA | |
novel-m0042-5p mimics antisense | ACAGUUCCUUGAAGACUCGGAUU | |
pxy-miR-2756-3p mimics sense | CCCCCGAGUGCCUACAGCGACU | |
pxy-miR-2756-3p mimics antisense | UCGCUGUAGGCACUCGGGGGUU | |
miR-9215-x mimics sense | GAGGACGUGUGGCAGCCA | |
miR-9215-x mimics antisense | GCUGCCACACGUCCUCUU | |
miR-9215-x inhibitor | UGGCUGCCACACGUCCUC | |
miRNA inhibitor NC | CAGUACUUUUGUGUAGUACAA | |
miRNA mimics NC sense | UUCUCCGAACGUGUCACGUTT | |
miRNA mimics NC antisense | ACGUGACACGUUCGGAGAATT |
图3
miRNA及其靶向PAP在小菜蛾感染绿僵菌后不同时间的表达量 数值以平均值±标准误表示。对组内不同处理采用单因素方差分析,并通过邓肯法进行多重比较和显著性分析,不同小写字母表示方差分析在0.05水平上差异显著Values are expressed as mean±SEM. One-way ANOVA was employed to assess differences between treatments within the group, and multiple comparisons along with significance analysis were conducted using the Duncan method. Different lowercases indicate significant differences in ANOVA at the 0.05 level。图5—图7同The same as Fig. 5-Fig. 7"
图4
miRNA及其靶向PAP的验证 A:PAP2与miRNA的靶向验证Targeting validation of PAP2 and miRNA;B:PAP3与miRNA的靶向验证Targeting validation of PAP3 and miRNA 数值以平均值±标准误表示,ns表示无显著差异,柱上的星号表示差异显著(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,t检验)The data are presented as mean ±SEM. ns indicates no significant difference. Asterisks above the bars denote significant differences (*P<0.05, **P<0.01, and ***P<0.001, t-test)"
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