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miR-8调控中华通草蛉免疫防御与生长的分子机制及其在生物防治中的应用价值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月12日 来源:Journal of Invertebrate Pathology 3.6
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针对天敌昆虫中华通草蛉(Arma chinensis)病原易感性制约生物防治效能的瓶颈问题,研究团队通过多组学技术揭示了miR-8通过激活Toll/IMD/JAK-STAT免疫通路增强AchDefensin抗病毒活性,同时调控mTOR/IIS信号促进生长发育的分子机制,为基于miRNA的害虫生物防治策略优化提供了理论依据。
在化学农药过度使用导致生态失衡的背景下,生物防治天敌昆虫的应用价值日益凸显。然而,中华通草蛉(Arma chinensis Fallou)作为重要的农业害虫捕食者,其田间应用效果常受限于病原易感性和发育迟缓等问题。尤其当面临杆状病毒(baculovirus)等病原威胁时,缺乏系统的免疫调控机制认知制约着其规模化繁育。更棘手的是,传统人工饲料配方难以兼顾营养供给与免疫增强需求,这促使科研人员必须深入解析该物种免疫-发育协同调控的分子开关。
山西省农业科学院的研究团队在《Journal of Invertebrate Pathology》发表的研究,首次系统揭示了microRNA-8(miR-8)在中华通草蛉中"免疫防御-生长发育"双重调控的分子图谱。通过RNA干扰(RNAi)结合代谢组学技术,发现miR-8既能激活Toll/IMD/JAK-STAT先天免疫(innate immunity)通路增强抗病毒蛋白AchDefensin表达,又通过胰岛素信号通路(IIS)和mTOR机制协调营养分配,实现个体增重20%且发育周期缩短的突破。
研究采用四种关键技术:1)利用AcMNPV-EGFP重组杆状病毒感染模型评估免疫应答;2)通过显微注射进行miR-8功能获得/缺失实验;3)基于LC-MS的代谢组学分析胆汁酸等代谢物变化;4)石蜡切片与HE染色观察脂肪体发育。
【miR-8通过代谢途径参与宿主免疫防御与发育】
代谢组学数据显示,miR-8过表达导致胆汁酸合成通路关键酶CYP7A1上调3.2倍,同时激活actin细胞骨架重构。这种代谢重编程不仅促进抗菌肽分泌,还通过mTORC1复合物加速蛋白质合成,使五龄若虫体长增加15.7%。
【讨论】
不同于果蝇中已报道的免疫抑制功能,中华通草蛉miR-8展现出独特的免疫增强特性。其双链RNA(dsRNA)处理组对金黄色葡萄球菌(S. aureus)的清除率提升68%,这种物种特异性调控可能与Hemiptera目昆虫特殊的脂肪体(fat body)免疫器官分化有关。
【结论】
该研究确立了miR-8作为"免疫-代谢-发育"调控网络核心节点的地位,其通过三重机制发挥作用:1)上调丝氨酸蛋白酶抑制剂serpin27阻断病毒复制;2)促进鞘脂代谢改善细胞膜抗病毒通透性;3)通过PTTH-ecdysone轴加速龄期转换。这些发现为设计兼具免疫增强和生长促进功能的人工饲料提供了分子靶标,对实现天敌昆虫规模化繁育具有重要实践意义。
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