两个丝氨酸蛋白酶参与豌豆蚜对细菌和真菌的防御反应学术资讯

来源：昆虫科学

豌豆蚜具有不完整的免疫系统，缺失抗菌肽通路。吕志强教授团队之前研究表明：豌豆蚜的酚氧化酶（Phenoloxidases，PO）在抵御细菌和真菌感染过程中起重要作用。PO通常以非活性状态的酚氧化酶原（Prohenoloxidases，PPO）形式存在。当受到免疫刺激时，通过丝氨酸蛋白酶级联反应将PPO水解成有活性的PO。

本研究从豌豆蚜基因组鉴定到5个具有clip-domain的丝氨酸蛋白酶，其中Ap_SPLP和Ap_VP的表达受到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）感染诱导。利用RNA干扰技术将Ap_SPLP和Ap_VP基因沉默后，豌豆蚜血淋巴PO活力降低，表现出较弱的黑化反应。豌豆蚜被金黄色葡萄球菌和球孢白僵菌感染后，体内细菌数或孢子数增加，蚜虫死亡率升高。

以上研究结果表明，Ap_SPLP和Ap_VP参与豌豆蚜PPO激活通路，在抵御细菌和真菌的感染过程中起重要作用。本研究为豌豆蚜PPO激活通路的解析奠定了基础。

该文的第一作者为西北农林科技大学植物保护学院的博士研究生马力，通讯作者为西北农林科技大学吕志强教授。本研究得到国家自然基金面上项目（31772530）和陕西省自然基金（2017JM3003）的资助。

Fig. 6 Phenoloxidase activity of the Ap SPLP knockdown pea aphids after Pseudomonas aeruginosa (A), Staphylococcus aureus (B) and Beauveria bassiana (C) infections. Adult aphids were injected with double-stranded RNA and 2 days later were challenged with microbes. The hemolymph samples were collected from 20 aphids in each group at different time points and subjected immediately to phenoloxidase activity assays on a microplate reader. The statistical differences between the control group (dsGFP injection) and dsAp SPLP groups were denoted.

Ma, L., Chen, F., Wang, W., Xu, L. and Lu, Z. Q. (2020) Identification of two clip domain serine proteases involved in the pea aphid’s defense against bacterial and fungal infection. Insect Science, 27(4), 735–744.

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