唾液腺蛋白Armet和ACE在豌豆蚜与植物互作中的功能研究

【摘要】蚜虫和寄主植物之间的相互作用是复杂的。在长期的进化过程中,植物逐渐形成了一套组成性和诱导性的防御机制来应对蚜虫取食,而蚜虫则通过取食、增殖等行为降低植物的防御机制对其影响。蚜虫通过唾液腺分泌具有效应子作用的蛋白去调控植物防御响应,这些蛋白可能直接参与蚜虫与植物的相互作用。但目前蚜虫唾液蛋白如何影响蚜虫的取食行为、如何引起植物的防御反应尚不清楚。豌豆蚜是目前唯一完成基因组测序的蚜虫,而且个体大,相对容易操作。已报道豌豆蚜唾液腺有42个高表达的基因,仅9个基因有注释,包括两个基因Armet和ACE。Armet是广泛存在于动物中的一类蛋白,在哺乳动物中参与细胞内质网胁迫反应和具有神经营养因子的功能。ACE是血管紧张素转化酶,调节哺乳动物的血压,对昆虫的发育、生殖、免疫及神经系统等有影响。这两个基因在蚜虫唾液腺高表达,它们是否介导昆植关系尚未研究。本论文从分子生物学、电生理以及植物方面研究了Armet和ACE对蚜虫取食寄主植物的影响,探讨了它们在介导蚜虫-植物相互作用中的功能。主要研究结果如下：1.豌豆蚜Armet基因编码174个氨基酸残基,蛋白序列含有八个保守的半胱氨酸,具有N-端分泌信号肽和C-端内质网截留信号KEEL,其启动子有两个内质网胁迫响应元件(ERSE)类似序列。Armet在蚜虫体内对内质网胁迫有表达上调响应,其启动子ERSE响应元件对内质网胁迫也有上调基因表达的反应,并且转录因子ATF6和NY-F也参与Armet基因对内质网胁迫的响应。因此,Armet在细胞内的功能在哺乳动物和昆虫中是保守的。2.与取食人工饲料相比,豌豆蚜在取食植物时需要更多的Armet。干扰Armet基因表达后,豌豆蚜在寄主植物上的存活率显著下降,但不影响在人工饲料的生存率。蚜虫刺探电位图谱技术显示,基因干扰后蚜虫在植物上的取食行为受到破坏,被动取食时间明显减少,刺探细胞的时间显著增加。将体外表达、纯化的Armet蛋白注射到烟草,转录组数据表明烟草有3033个基因对Armet有响应,其中病原菌与植物互作通路上的144个基因表达上调,荧光定量PCR验证了部分基因的表达。3.豌豆蚜基因组有三个ACE基因,ACE1和ACE2预测是分泌蛋白,ACE3是非分泌蛋白。ACE1和ACE2在唾液腺的表达量比其他组织高,ACE3在卵巢表达量最高。与取食人工饲料相比,蚜虫取食植物时需要更多的ACE2。分别干扰ACE1、ACE2和ACE3均并不影响豌豆蚜在植物上的生存、取食和生殖,但同时干扰ACE1和ACE2可显著降低豌豆蚜在植物上的存活率。蚜虫刺探电位图谱技术显示,ACE1和ACE2同时干扰后蚜虫被动取食的时间反而增加。本研究探讨了蚜虫唾液腺两种蛋白对蚜虫取食寄主植物的影响,研究结果不仅对理解蚜虫如何适应寄主植物有重要的理论意义,而且对选育抗虫植物新品种、发展新型的蚜虫控制对策有重要的实践意义。
【作者】王炜；
【导师】陈少良；崔峰；
【作者基本信息】北京林业大学，植物学，2014，博士
【关键词】豌豆蚜；调控蛋白；内质网胁迫；取食行为；昆虫-植物相互作用；唾液腺；

【参考文献】
[1]朱琳.2011-2012中国男子篮球职业联赛北京金隅队外援比赛表现的研究[D].首都体育学院,体育教学,2013,硕士.
[2]何难.地级市科技成果的转化问题和对策研究[D].湖南师范大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[3]颜远.同步原理在E1链路扩展中的应用[D].武汉理工大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[4]王宇英,周兴社,梁东方.面向信息物理融合系统的异构模型转换方法[J].西安电子科技大学学报,2015,02:124-131.
[5]季加良.基于CUDA的H.264并行压缩编码算法研究[D].湖南大学,计算机科学与技术,2011,硕士.
[6]王爽.舞蹈教学中的德育渗透[D].西南大学,教育学原理,2013,硕士.
[7]赵越.中国制造业垂直专业化对劳动生产率的影响[D].浙江理工大学,产业经济学,2013,硕士.
[8]刘寿先.高校在数字出版产业集群发展中的作用[J].科技与出版,2014,08:113-116.
[9]熊晓煜.仿拟识解机制的认知研究[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[10]邵莹.中国对外反倾销措施对国内企业绩效及生存率的影响[D].大连理工大学,国际贸易学,2013,硕士.
[11]马昀彤.公民知情权的法理学研究[D].沈阳师范大学,法学理论,2014,硕士.
[12]周勇士,张玉峰,周朴雄.企业项目研发中的知识管理[J].情报科学,2004,12:1507-1510.
[13]蔡国双.危险废物焚烧处置过程建模与先进控制[D].浙江大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[14]王小静.林语堂作品《赖柏英》中闽南文化的翻译[D].南京农业大学,英语语言文学,2012,硕士.
[15]秦佳佳.代孕纠纷的法律分析[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[16]邱丹丹.县城建设和管理中存在的问题及对策研究[D].湘潭大学,公共管理,2011,硕士.
[17]李莹.公共危机管理中的政府公信力影响因素研究[D].首都经济贸易大学,行政管理,2013,硕士.
[18]王倩.我国上市公司会计政策选择研究[D].山西财经大学,会计学,2013,硕士.
[19]曾祥明.重庆市万盛区机关人事工资管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[20]林贵海.含4-苯基喹啉骨架新型杂环化合物的设计、合成与表征[D].渤海大学,有机化学,2013,硕士.
[21]赵璐.基于关联理论分析英文商业广告中模糊限制语的语用功能[D].广东外语外贸大学,商务英语研究,2013,硕士.
[22]Scott.中国科大等发现基于单原子层的新型单光子源[J].今日电子,2015,06:27.
[23]王灿,秦志光,王娟.一种基于预分块和滑动窗口的重复数据消除方法[J].控制与决策,2012,08:1157-1162+1168.
[24]巩明超.秦皇岛首秦金属材料有限公司发展战略研究[D].燕山大学,工商管理,2013,硕士.
[25]巴罗玛.蒙古国赛音山达市投资环境研究[D].吉林大学,区域经济学,2013,硕士.
[26]赵哲颖,赵琪,谭德俊,陈泉源.过硫酸钾深度氧化处理印染废水的催化剂研究[J].环境污染与防治,2014,07:55-60.
[27]王蕊.交错并联磁集成Boost变换器的本质安全特性研究[D].辽宁工程技术大学,电力电子与电力传动,2012,硕士.
[28]刘诗维.一体化网络映射策略管理系统设计与实现[D].北京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[29]全莎沙.生态翻译学视角下的林语堂翻译研究[D].华中师范大学,英语语言文学,2014,硕士.
[30]金华标.船用电子设备电磁兼容技术研究[D].武汉理工大学,2010.
[31]李凌峰.电晕预电离及其支持的脉冲辉光放电的研究[D].华中科技大学,物理电子学,2013,硕士.
[32]黄齐艳.重离子治疗中剂量学相关问题的蒙特卡罗模拟研究[D].中国科学院研究生院（近代物理研究所）,生物物理学,2014,硕士.
[33]李姹姹.通过共振散射光谱研究蒽醌类色素的毒性机理并对其潜在毒性进行评价[D].广西科技大学,生物化工,2013,硕士.
[34]武嬿.居住小区中景观元素的应用研究[D].西安建筑科技大学,艺术设计,2013,硕士.
[35]解菡.肯德基经营模式的跨文化解读[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[36]张志强.蔗渣水解液与糖蜜混合发酵产乙醇的研究[D].江西农业大学,土壤学,2012,硕士.
[37]魏骥.论笔记在交替传译中的作用[D].华中师范大学,翻译,2013,硕士.
[38]郑旭.氧化石墨烯/碳纳米管气凝胶分离纯化血红蛋白的研究[D].东北大学,2014.
[39]王淳青.产业政策引导下的上海城市空间结构演变[D].华东师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[40]郭丽梅.从功能翻译理论角度析《红楼梦》中的归化与异化[D].西安电子科技大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[41]祁江.中西方绘画意象性因素的比较研究[D].西北民族大学,美术学,2012,硕士.
[42]舒芬.高校辅导员介入大学生法律素质教育的探究[D].南昌大学,思想政治教育,2012,硕士.
[43]郭雪萌,张晓玉.内部控制缺陷披露对权益资本成本的影响研究——基于2010—2012年沪市A股的经验数据[J].会计之友,2014,29:27-35.
[44]郭景峰,米浦波,刘国华.决策树算法的并行性研究[J].计算机工程,2002,08:77-78.
[45]李娇娇.对外汉语学习词典中的冗余信息研究[D].鲁东大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[46]刘尧薰.论恶意欠薪罪的司法适用及其法律完善[D].安徽大学,法律,2012,硕士.
[47]孙慧.浙江电信与IT的不解之缘[J].通信世界,2005,46:50.
[48]贺紫钰.传播学视域下的张爱玲作品影视剧改编[D].广西师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[49]李佳桐1,刘忠奎2,杨晓冬1.房地产价格与区域经济的互动性研究[J].工程管理学报,2014,06:.
[50]张林.建设工程合同违反主体强制性规定的合同效力研究[D].华中科技大学,民商法学,2013,硕士.