麦长管蚜唾液铁蛋白SaFer1功能研究

【字体：大中小】 时间：2025年06月24日 来源：《昆虫学报》

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　　摘要：【目的】本研究旨在探究麦长管蚜Sitobion avenae唾液铁蛋白SaFer1在取食过程中的功能，明确其对蚜虫-植物互作的影响

摘要： 【目的】本研究旨在探究麦长管蚜Sitobion avenae唾液铁蛋白SaFer1在取食过程中的功能，明确其对蚜虫-植物互作的影响。【方法】以麦长管蚜唾液腺转录组数据为基础，克隆麦长管蚜SaFer1的cDNA全长序列，进行生物信息学分析；利用RT-qPCR检测SaFer1在不同发育阶段(1－4龄若蚜和无翅成蚜)、1日龄无翅成蚜不同组织(头、胸部、腹部、唾液腺、中肠和胚胎)、不同翅型(无翅和有翅)成蚜及取食不同食料(小麦和人工饲料)的1－4龄若蚜和无翅成蚜中的表达量；利用本氏烟Nicotiana benthamiana瞬时表达系统，在本氏烟叶片中通过根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导SaFer1及Bcl-2相关X蛋白(Bcl2 associated X protein，BAX)的表达，观察叶片坏死症状，分析SaFer1蛋白功能，并在激光共聚焦显微镜下观察SaFer1的亚细胞定位；利用酵母分泌系统验证SaFer1信号肽功能；通过RNAi沉默无翅成蚜中的SaFer1，计算存活率和日均产蚜量，利用昆虫刺探电位(electrical penetration graph, EPG)仪检测无翅成蚜对小麦的取食行为参数；利用RT-qPCR检测SaFer1被RNAi后麦长管蚜取食3 d时小麦叶片中防御相关基因(ROS相关基因NOX和SOD、水杨酸通路相关基因PAL及茉莉酸通路相关基因AOS和FAD7)的表达量。【结果】克隆的麦长管蚜SaFer1(GenBank登录号： PP760384)cDNA全长1 212 bp，ORF全长675 bp，编码224个氨基酸残基，蛋白质相对分子质量为25.5 kD，等电点为6.20，N端具有1个信号肽，该蛋白与大戟长管蚜Macrosiphum euphorbiae中未命名蛋白(GenBank登录号： CAI6358877.1)氨基酸序列一致性最高(98.61%)。RT-qPCR结果显示，SaFer1在麦长管蚜各发育阶段均有表达，属于组成型表达基因，并在无翅成蚜中肠和唾液腺中高表达。SaFer1能够抑制由BAX诱导产生的本氏烟叶片坏死现象；SaFer1定位于本氏烟叶片细胞膜与细胞核上；SaFer1信号肽具有分泌活性。与对照组(dsGFP)相比，沉默SaFer1后麦长管蚜存活率无显著变化，日均产蚜量显著降低，取食过程中E1波时长显著降低，F波及G波时长显著增加，小麦叶片中NOX, SOD, PAL, AOS和FAD7的表达量显著上调。【结论】麦长管蚜唾液铁蛋白SaFer1属于效应蛋白，在麦长管蚜与寄主植物互作中能通过抑制寄主的防御反应来帮助该蚜虫取食，提高该蚜虫适合度，在蚜虫寄主互作中发挥重要作用。

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