MAPK信號通路在MED煙粉虱應對外界環(huán)境壓力時的作用.pdf

1、煙粉虱Bemisia tabaci是熱帶及亞熱帶地區(qū)重要的農業(yè)害蟲。隨著MiddleEast-Asia Minor1(MEAM1)和Mediterranean(MED)兩種外來煙粉虱的入侵，煙粉虱在我國各地區(qū)迅速成災，給農業(yè)生產帶來了巨大危害。煙粉虱不僅能夠吸食植物汁液造成植物營養(yǎng)不良，還能夠傳播病毒，其中大部分是雙生病毒。入侵型煙粉虱能夠較好的適應各種環(huán)境，包括不適宜的寄主植物、極端溫度、病原真菌、細菌侵染等。然而，這種適應性的分子機

2、制還不甚明了。絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen activated protein kinase，MAPK)信號通路途徑高度保守，參與控制生物體一系列的生理生化反應，特別是壓力應對過程。本文主要克隆了入侵型MED煙粉虱體內MAPK的相關基因，并研究了不同環(huán)境壓力下，煙粉虱體內MAPK基因的表達以及途徑的激活情況，分析其可能存在的生物學功能。本文的主要研究結果如下:
　　(1)MED煙粉虱MAPK相關基因的克隆和分析本文克隆了ME

3、D煙粉虱體內MAPK的三個相關基因—JNK（c-Jun氨基末端激酶）、p38、ERK（細胞外信號調節(jié)蛋白激酶），并與其他物種進行了比較。結果顯示，MED煙粉虱JNK包含一個1176 bp的開放閱讀框(ORF)，編碼392個氨基酸。p38包含一個含有1077bp的ORF，編碼359個氨基酸。而ERK編碼的362個氨基酸構成一個大小為41.71KDa的蛋白。對三者的氨基酸序列分析表明，MAPK高度保守，并擁有保守的雙磷酸化基團(JNK∶TP

4、Y; p38∶TGY;ERK∶TEY)。
　　(2)不同溫度對MAPK信號途徑的影響為了探究不同溫度對煙粉虱MAPK途徑的影響，設置了0-40℃共六個溫度點。用p-JNK（磷酸化JNK），p-p38（磷酸化p38），p-ERK（磷酸化ERK）抗體進行檢測，結果表明，低溫條件下，p38磷酸化蛋白增多，說明對應的信號通路途經被激活，而JNK和ERK磷酸化蛋白量無明顯變化。由此推測，p38可能與煙粉虱低溫壓力下的應激反應有關。為了進一步

5、探究低溫條件下MED煙粉虱體內p38途徑的變化情況，繼續(xù)將煙粉虱放置于0℃條件下，經過不同時間點后收蟲。結果表明，第三分鐘時即可檢測到磷酸化p38蛋白，說明p38信號通路途經在0℃被迅速激活。
　　(3)寄主轉換對MAPK信號途徑的影響將MED煙粉虱成蟲從健康棉花（適宜寄主）轉移至健康煙草（不適宜寄主）上，以健康棉花作為對照。結果表明ERK基因相對表達量大幅度下降，JNK和p38則無較大變化。而Western blot結果顯示，煙

6、粉虱體內磷酸化p38、ERK、JNK蛋白均無明顯變化。說明寄主轉換并未激活煙粉虱體內MAPK信號途徑。
　　(4)真菌及細菌對MAPK信號途徑的影響為了驗證MAPK信號途徑在煙粉虱免疫過程中所起的作用，利用真菌（白僵菌）和細菌（假單胞桿菌）侵染MED煙粉虱。以Tween20作為對照，結果表明，細菌處理條件下，MAPK基因、蛋白表達量均無明顯變化，說明MAPK信號通路與煙粉虱對抗細菌侵染無較大關聯(lián)。而真菌卻能夠激活煙粉虱體內的JNK

7、途徑。結果顯示，真菌侵染煙粉虱后，其體內磷酸化的JNK明顯增多，p38、ERK無較大變化，說明JNK在煙粉虱應對真菌侵染的免疫反應中起著重要的作用。
　　綜上所述，MAPK信號通路途徑參與了MED煙粉虱對不良環(huán)境的對抗。寄主轉移和細菌侵染與MAPK信號途徑無直接關系。而低溫及真菌侵染則能激活煙粉虱體內的MAPK信號途徑。其中，低溫特異性激活p38途徑，而真菌侵染則激活JNK途徑。這些結果均表明，MAPK信號途經在煙粉虱對環(huán)境的適應