灰飞虱唾液鞘蛋白Lsactin触发植物防御反应的分子机制及其广谱抗虫应用

本研究首次揭示灰飞虱唾液鞘蛋白Lsactin作为新型昆虫相关分子模式（HAMP），通过激活BAK1依赖的模式触发免疫（PTI）增强植物对刺吸式（如烟粉虱）和咀嚼式（如草地贪夜蛾）害虫的广谱抗性。团队鉴定出41氨基酸免疫原性肽段LP41，可诱导水稻JA和H2O2积累，同时证实Lsactin沉默会破坏唾液鞘形成而降低昆虫取食效率，为作物抗虫育种提供新靶点。

　　

在植物与植食性昆虫长达数亿年的军备竞赛中，昆虫唾液成分如何被植物识别并触发免疫防御，一直是科学家们试图破解的"分子密码"。刺吸式昆虫如灰飞虱（Laodelphax striatellus）通过分泌凝胶状唾液形成鞘管结构辅助取食，但唾液鞘中的蛋白质是否参与植物免疫调控尚属未知。南京的研究团队在《Insect Biochemistry and Molecular Biology》发表的研究，首次揭示唾液鞘蛋白Lsactin作为关键昆虫相关分子模式（herbivore-associated molecular patterns, HAMPs）的双重角色：既是昆虫取食必需的结构蛋白，又是植物免疫系统的"警报触发器"。

研究采用LC-MS/MS分析唾液鞘蛋白组，通过农杆菌介导的瞬时表达、基因沉默（RNAi）和免疫组织化学等技术，结合人工饲料喂养体系，系统解析了Lsactin的生物学功能。实验选用灰飞虱室内种群和本氏烟（Nicotiana benthamiana）、水稻等模式植物，通过检测活性氧爆发、激素水平及昆虫生存率等指标评估免疫反应。

Characteristics of Lsactin
研究发现Lsactin在灰飞虱各发育阶段及唾液腺中高表达，免疫荧光证实其定位于唾液鞘表面。序列分析显示该蛋白在节肢动物中高度保守，含有典型的actin家族结构域。

The Salivary Sheath Protein Lsactin is Essential for Salivary Sheath Formation and Feeding Performance in SBPH
通过RNAi沉默Lsactin导致唾液鞘结构缺陷，使灰飞虱取食效率下降50%，体重减轻34%，但人工饲料喂养不受影响，证实其特异性参与植物组织取食过程。

Discussion
Lsactin激活的免疫通路依赖于共受体BAK1，其41氨基酸肽段LP41可模拟全长蛋白诱导本氏烟PTI反应，包括MAPK磷酸化和胼胝质沉积。该肽段还能触发茄子、棉花等作物细胞死亡，并提升水稻对灰飞虱的抗性。值得注意的是，Lsactin诱导的防御反应具有跨物种保护效果，使植物对烟粉虱（Bemisia tabaci）和草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）的抵抗力分别提高40%和28%。

该研究突破性地将唾液鞘蛋白从机械结构元件重新定义为免疫调节因子，揭示植物通过"劫持"昆虫必需蛋白实现防御的策略。由于actin在节肢动物中高度保守，Lsactin可能代表一类新型广谱HAMP，为开发基于免疫原性肽段的转基因抗虫作物提供理论依据。研究同时提出进化悖论：尽管Lsactin对昆虫取食至关重要，但其免疫原性使得灰飞虱无法通过基因丢失逃避植物识别，这种"进化枷锁"或可成为可持续害虫防控的突破口。