發(fā)布時(shí)間：2017-12-10 14:08

  本文關(guān)鍵詞：活性氧和兼性共生菌在豌豆蚜免疫系統(tǒng)中的作用研究

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【摘要】：豌豆蚜Acyrthosiphon pisum是第一個(gè)完成基因組測(cè)序的半翅目昆蟲,且含有一種專性共生菌布赫氏體Buchnera aphidicola和多種兼性共生菌,因此是研究蚜蟲和微生物相互作用的很好的模式昆蟲。截止目前,對(duì)于豌豆蚜的免疫的研究仍十分有限。活性氧(reactive oxygen species,ROS)能夠被有機(jī)體通過(guò)氧化迸發(fā)的形式迅速產(chǎn)生來(lái)抵御病原物的感染,之前的研究暗示活性氧可能在豌豆蚜免疫中起作用,而兼性共生菌能夠保護(hù)蚜蟲抵御寄生蜂和病原真菌的寄生和侵染。本研究中,我們測(cè)定了細(xì)菌感染以后豌豆蚜體內(nèi)的活性氧水平以及活性氧相關(guān)基因的表達(dá),克隆及表達(dá)了豌豆蚜過(guò)氧化物氧化還原酶1和2(A.pisum Peroxiredoxin 1,2,ApPrx1,ApPrx2)并分析了其在豌豆蚜免疫中的作用;鑒定了實(shí)驗(yàn)室豌豆蚜品系兼性共生菌的類型,通過(guò)存活率的比較探明了兼性共生菌對(duì)豌豆蚜免疫的影響,并測(cè)定了病原菌感染后豌豆蚜共生菌種群密度的變化。主要結(jié)果如下:革蘭氏陰性菌綠膿桿菌Pseudomonas aeruginosa和革蘭氏陽(yáng)性菌藤黃微球菌Micrococcus luteus感染均能造成豌豆蚜顯著死亡,而綠膿桿菌感染后豌豆蚜的死亡率更加顯著。綠膿桿菌和藤黃微球菌的感染均能誘導(dǎo)蚜蟲體內(nèi)活性氧水平升高,相比之下,藤黃微球菌感染后24小數(shù)內(nèi)蚜蟲體內(nèi)活性氧水平升高的更加劇烈。包括催化活性氧產(chǎn)生的雙氧化酶(dual oxidase,DUOX)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)以及活性氧解毒酶過(guò)氧化物氧化還原酶在內(nèi)的多個(gè)基因在細(xì)菌感染后均有不同程度的差異表達(dá),上調(diào)和下調(diào)因感染后時(shí)間的不同而不同。重組ApPrx1和ApPrx2蛋白均具有抗氧化活性,能夠有效清除過(guò)氧化氫,保護(hù)DNA免受氧化損傷。當(dāng)蚜蟲被細(xì)菌感染或注射過(guò)氧化氫時(shí),ApPrx1和ApPrx2的轉(zhuǎn)錄顯著上調(diào)。通過(guò)顯微注射dsRNA對(duì)ApPrx1和ApPrx2進(jìn)行RNA干擾,結(jié)果顯示,ApPrx1和ApPrx2的表達(dá)均在注射后第三天顯著降低,對(duì)ApPrx1和ApPrx2的干擾效率分別約為35%和50%。通過(guò)RNA干擾降低ApPrx1表達(dá)之后,藤黃微球菌感染的蚜蟲的存活率顯著降低,注射dsApPrx1的蚜蟲被細(xì)菌感染后其體內(nèi)的細(xì)菌數(shù)在48 h顯著低于對(duì)照,而其體內(nèi)的過(guò)氧化氫水平則顯著高于對(duì)照。干擾ApPrx2表達(dá)后,金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus感染的蚜蟲的存活率顯著降低,綠膿桿菌感染的蚜蟲的存活率無(wú)顯著變化,金黃色葡萄球菌感染的蚜蟲體內(nèi)的過(guò)氧化氫水平更高而細(xì)菌數(shù)目較低,綠膿桿菌感染后細(xì)菌數(shù)目無(wú)顯著變化,表明干擾ApPrx1和ApPrx2后蚜蟲存活率的降低是由于氧化脅迫升高導(dǎo)致的。通過(guò)PCR檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室豌豆蚜品系中的兼性共生菌類型,檢測(cè)到只含有Serratia symbiotica這一種兼性共生菌。顯微注射氨芐青霉素清除S.symbiotica建立了穩(wěn)定的無(wú)兼性共生菌豌豆蚜品系。利用三種革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌金黃色葡萄球菌、藤黃微球菌、肺炎鏈球菌Streptococcus pneumoniae以及三種革蘭氏陰性細(xì)菌綠膿桿菌、粘質(zhì)沙雷氏菌Serratia marcescens和大腸桿菌Escherichia coli對(duì)含S.symbiotica和不含S.symbiotica的兩個(gè)品系蚜蟲進(jìn)行感染,比較其存活率,發(fā)現(xiàn)S.symbiotica的有無(wú)對(duì)于6種細(xì)菌感染下的蚜蟲的存活率均無(wú)顯著影響。球孢白僵菌Beauveria bassiana感染后的兩個(gè)品系的蚜蟲的存活率也無(wú)顯著差異。檢測(cè)細(xì)菌感染以后豌豆蚜體內(nèi)共生菌的密度發(fā)現(xiàn),S.symbiotica在蚜蟲感染不同細(xì)菌后均升高約2-3倍,而專性共生菌B.aphidicola僅在蚜蟲感染革蘭氏陽(yáng)性菌(特別是藤黃微球菌)后顯著升高。相比細(xì)菌感染,球孢白僵菌的感染并不引起蚜蟲體內(nèi)S.symbiotica和B.aphidicola的密度的變化。這些結(jié)果表明,兼性共生菌S.symbiotica并不影響豌豆蚜對(duì)細(xì)菌和真菌侵染的敏感性。綜合以上結(jié)果,我們初步證明了活性氧在豌豆蚜抵御細(xì)菌感染時(shí)能夠發(fā)揮作用,而過(guò)氧化物氧化還原酶在調(diào)節(jié)豌豆蚜受感染時(shí)維持活性氧穩(wěn)態(tài)中起重要作用。兼性共生菌S.symbiotica對(duì)豌豆蚜抵御細(xì)菌和真菌B.aphidicola的感染中并不起保護(hù)作用,但S.symbiotica和B.aphidicola能夠以增加自身的數(shù)量作為對(duì)外界細(xì)菌感染豌豆蚜的反應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S433

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1 杜軍利;武德功;張廷偉;錢秀娟;劉長(zhǎng)仲;;不同紫外輻射時(shí)間對(duì)2種色型豌豆蚜后代生物學(xué)特性的影響[J];草地學(xué)報(bào);2012年05期

2 朱亞靈;達(dá)麗婷;;不同苜蓿品種對(duì)豌豆蚜生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J];草原與草坪;2012年06期

3 蕭寧年 ,丁燦 ,況榮平 ,朱建國(guó);不同蠶豆品種上豆蚜(Aphid craccivora Kich),豌豆蚜(Acyrthosiphon Pisum Harris)的生物學(xué)特性研究[J];思茅師專學(xué)報(bào);1997年01期

4 張燕;吳國(guó)星;郭昆;王煒;丁旭坡;宋希明;許永玉;崔峰;;豌豆蚜唾液蛋白家族的克隆及在不同發(fā)育階段的表達(dá)[J];昆蟲學(xué)報(bào);2011年12期

5 呂寧;劉長(zhǎng)仲;;不同抗生素對(duì)豌豆蚜生物學(xué)特性的影響[J];中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2014年02期

6 茍桂珍;;豌豆品種抗豌豆蚜的鑒定方法[J];甘肅農(nóng)業(yè)科技;1990年04期

7 惠婧婧;劉長(zhǎng)仲;孟銀鳳;陳潔;;吡蟲啉對(duì)豌豆蚜的亞致死效應(yīng)[J];植物保護(hù);2009年05期

8 王小強(qiáng);韓秀楠;曹馨月;張廷偉;劉長(zhǎng)仲;;豌豆品種對(duì)綠色型豌豆蚜種群參數(shù)的影響[J];中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2013年08期

9 楊本立;杜春雄;;豌豆蚜在蠶豆上的發(fā)育和繁殖及發(fā)生世代[J];云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1990年04期

10 高有華;劉長(zhǎng)仲;;不同溫度下的豌豆蚜實(shí)驗(yàn)種群生命表研究[J];植物保護(hù);2008年04期

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1 周宗俊;杭樹群;石義萍;曾洪梅;武艷霞;;78號(hào)殺蟲素研究初報(bào)[A];全國(guó)生物防治學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];1995年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 本報(bào)駐美國(guó)記者 毛黎;外面吃不到 我就自己造[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

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1 杜軍利;兩種色型豌豆蚜種群數(shù)量變化機(jī)制研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

2 盧虹;寄主轉(zhuǎn)換對(duì)豌豆蚜生命周期、取食行為和唾液腺基因表達(dá)的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

3 郭姍姍;胰島素信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)豌豆蚜的翅非遺傳多型[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

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5 張永棟;活性氧和兼性共生菌在豌豆蚜免疫系統(tǒng)中的作用研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

6 武德功;豌豆蚜地理種群遺傳多樣性及其種群調(diào)控機(jī)制研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

7 王煒;唾液腺蛋白Armet和ACE在豌豆蚜與植物互作中的功能研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2014年

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1 呂寧;兩種色型豌豆蚜胞內(nèi)共生菌研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 馬亞玲;豌豆蚜生物學(xué)特性的光效應(yīng)研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

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9 袁亮;高濃度CO_2下蒺藜苜蓿的抗豌豆蚜機(jī)制[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

10 韓秀楠;不同豆科植物對(duì)豌豆蚜生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

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