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[转载]每日科研进展 l 2023.10.31 l 昆虫化感蛋白通过识别真菌挥发物促进蝗虫避开真菌病原体

已有 454 次阅读 2023-11-15 16:54 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

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昆虫化感蛋白通过识别真菌挥发物促进蝗虫避开真菌病原体

蝗虫(Locusta migratoria)是全球最具破坏性的害虫之一。昆虫病原真菌可以感染并杀死蝗虫,绿僵菌已进化为一种专门的蝗虫病原体。然而,蝗虫已经进化出了限制或避免微生物病原体的对策,尽管这些防御措施背后的分子机制仍然模糊不清。

该研究证明了迁飞蝗虫通过识别真菌挥发物对被 M. acridum 污染的食物表现出回避行为,蝗虫对挥发物的感知是由 LmigCSP60 化学感应蛋白介导的。

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图 1. 蝗虫能够避免取食M. acridum污染的食物

LmigCSP60  RNAi- 敲除降低了蝗虫对 M. acridum 的回避行为,增加了感染和死亡率。经鉴定,真菌挥发性物质 2-苯乙醇(PEA)参与了蝗虫的行为回避。

LmigCSP60  RNAi- 敲除降低了触角对 PEA 的电生理反应,并削弱了蝗虫对该化合物的回避。纯化的 LmigCSP60 能够与包括 PEA 在内的一系列真菌挥发物结合。

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图 2. LmigCSP60 介导蝗虫对 M. acridum 的回避

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图 3. 通过LmigCSP60感知PEA

此外,在M. acridum 中,通过构建有助于 PEA 生产的乙醇脱氢酶基因(ΔMaAdh 菌株)的靶向基因敲除突变体来减少 PEA 排放,从而减少蝗虫对病原体的回避行为。

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图 4. 1-NPN 报告分析以及用纯化的 LmigCSP60 蛋白测试M. acridum VOCs 的竞争性结合曲线

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图 5. 靶向基因敲除M. acridum MaADH1 基因可减少 PEA 的产生并减少蝗虫的回避行为

这些发现确定了蝗虫用于检测和避免潜在微生物病原体的嗅觉回路,在病原体能够引发感染之前,突出了影响宿主与病原体相互作用共同进化的行为和嗅觉适应性。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127389



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