免费文献传递   相关文献

Analysis on clip serine protease genes involved in innate immunity of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)

参与烟粉虱免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶基因分析



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protection, 2016, 43(1): 55 - 61 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2016􀆰 01􀆰 008
基金项目:国家公益性行业(农业)科研专项(201303019⁃02),国家科技支撑计划(2012BAD19B06)
∗通讯作者(Author for correspondence), E⁃mail: wanghaihong2020@ sina. com
收稿日期: 2015 - 07 - 30
参与烟粉虱免疫反应的 clip丝氨酸蛋白酶基因分析
于  洁  王登杰  张林雅  雷仲仁  王海鸿∗
(中国农业科学院植物保护研究所, 植物病虫害生物学国家重点实验室, 北京 100193)
摘要: 为了解参与烟粉虱免疫反应的 clip 丝氨酸蛋白酶( clip⁃domain serine proteases in Bemisia
tabaci,BtCLIPs)基因,对已鉴定的 8 个 BtCLIPs 基因编码的蛋白进行序列分析,与冈比亚按蚊、家
蚕、黑腹果蝇、烟草天蛾 4 种模式昆虫的同源蛋白进行系统进化分析,并通过 qRT⁃PCR检测球孢白
僵菌侵染烟粉虱 4 龄若虫后 BtCLIPs 的时间表达模式。 结果显示,8 个 BtCLIPs 基因均为含有
CLIPs结构域的丝氨酸蛋白酶基因;BtCLIP19、BtCLIP20 和 BtCLIP21 独自聚在进化树的一支上;其
它 BtCLIPs均与 4 种模式昆虫中的 1 种或多种同源蛋白聚在一起;与对照相比,8 个 BtCLIPs 基因
受球孢白僵菌侵染后在不同时间的相对表达量均上调,但诱导程度不同,48 h 的相对表达量达最
高,其中 BtCLIP19 上调表达最明显,为对照组的 71 倍。 研究表明,8 个 BtCLIPs 可能参与烟粉虱对
真菌侵染的免疫反应,并成为烟粉虱生物防治的新靶标。
关键词: 烟粉虱; 丝氨酸蛋白酶; clip结构域; 免疫反应
Analysis on clip serine protease genes involved in innate immunity
of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)
Yu Jie  Wang Dengjie  Zhang Linya  Lei Zhongren  Wang Haihong∗
(State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection,
Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)
Abstract: To study clip⁃domain serine proteases in tobacco whitefly Bemisia tabaci, eight CLIP serine
proteases identified in B. tabaci were analyzed by protein sequence alignment and phylogenetic analysis
with homologous CLIPs in Anopheles gambiae, Bombyx mori, Drosophila melanogaster and Manduca
sexta. The 4th instar B. tabaci nymphs were infected by Beauveria bassiana and the expression of clips
serine protease genes was subsequently analyzed by qRT⁃PCR. The results showed that the eight BtCLIPs
genes contained CLIP domain; BtCLIP19, BtCLIP20 and BtCLIP21 formed a specific clade. The other
BtCLIPs were evolutionarily close to one or more homologous serine proteases in the four model insects.
The transcriptions of eight BtCLIPs genes in B. tabaci infected by B. bassiana were up⁃regulated and
peaked at 48 h. The transcription of BtCLIP19 was the highest among all BtCLIPs genes and increased 71
folds compared to the control. The eight BtCLIPs genes probably participated in the innate immune
responses to the fungus infection, and could be a new target for controlling B. tabaci.
Key words: Bemisia tabaci; serine protease; clip domain; immunological reaction
    丝氨酸蛋白酶(serine proteases,SPs)是一类以丝
氨酸为活性中心的蛋白水解酶,在昆虫中主要参与消
化、发育和先天免疫反应等重要生理过程(Rawlings
& Barrett,1993;Krem & Cera,2002;Zou et al. ,2006)。
典型的 SPs包含 1个催化三联,该催化三联含有 3 个
氨基酸残基:组氨酸(His)、天冬氨酸(Asp)和丝氨酸
(Ser),并且分别被嵌入在 TAAHC、DIAL 和 GDSGG
三个高度保守的序列基序中(Zou et al. ,2006;Zhao et
al. ,2010)。 含有 clip 结构的丝氨酸蛋白酶(clip⁃do⁃
main serine proteases,CLIPs)在先天免疫反应中发挥
着重要作用,CLIPs在其 N端至少有 1 个起调控作用
的 clip结构域,C端含有 1个起催化作用的丝氨酸蛋
白酶结构域,每个 clip结构域含有 6 个保守的半胱氨
酸残基,形成 3 对二硫键,可能介导丝氨酸蛋白酶级
联通路中的蛋白相互作用(Jiang & Kanost,2000)。
CLIPs在昆虫先天免疫反应中参与到血淋巴黑化和
抗菌肽合成的 2个重要过程(Kanost et al. ,2004;Zhao
et al. ,2007,An et al. ,2009)。
研究发现,聚集到相同进化分支中的不同昆虫
的丝氨酸蛋白酶执行类似的功能,如朱洋铿等
(2011)发现烟草天蛾 Manduca sexta (Linnaeus)的
HP8、黑腹果蝇 Drosophila melanogaster Meigen 的
Easter和 SPE 以及黄粉虫 Tenebrio molitor Linnaeus
的 SPE的进化关系较近;Marshall et al􀆰 (2008)建立
了 14 种褐新西兰肋翅鳃金龟甲 Costelytra zealandica
(White)的丝氨酸蛋白酶系统进化树,发现第 1 与第
4 进化支具有类胰蛋白酶活性,第 2 与第 3 进化支
具有类胰凝乳蛋白酶活性;黑腹果蝇、烟草天蛾等模
式昆虫的 CLIPs在免疫反应中的作用已有深入研究
(Ross et al. ,2003;An et al. ,2009)。 因此,通过将
靶标昆虫与模式昆虫的 CLIPs 蛋白建立系统发育
树,可在一定程度上推测其在免疫反应中的具体
功能。
昆虫受到病原物侵染不同时间后,丝氨酸蛋白
酶基因的 mRNA 表达量会发生不同变化。 朱洋铿
等(2011)报道,菜粉蝶 Pieris rapae (Linnaeus)注射
大肠杆菌 Escherichia coli 和巴斯德毕赤酵母 Pichia
pastoris能明显提高 Pr⁃SP1 转录水平;桔小实蝇 Bac⁃
trocera dorsalis (Hendel)的丝氨酸蛋白酶基因 mR⁃
NA 的表达量随蛹的发育逐渐降低 (胡黎明等,
2012);家蚕 Bombyx mori BmSPI37 在大肠杆菌诱导
后 3 ~ 12 h 缓慢上调表达;在黑胸败血菌 Bacillus
bombyseptieus诱导 3、6、12 h 后表达量均强烈上调;
在球孢白僵菌 Beauveria bassiana (Bals. ) Vuill诱导
后前 12 h 表达量变化不大,24 h 上调表达量达 7􀆰 1
倍(李游山等,2012)。 不同的物种在受到病原物侵
染不同时间后,其丝氨酸蛋白酶基因表达量发生着
不同的动态变化。
烟粉虱 Bemisia tabaci (Gennadius)是蔬菜、花卉
和棉花等经济作物上的重要害虫 ( Brown et al. ,
1995)。 应用球孢白僵菌防治烟粉虱已成为一种有
效的生物防治途径(Faria & Wraight,2001;王登杰
等,2014;2015)。 目前国内外对昆虫 CLIPs 的研究
主要以家蚕、黑腹果蝇、烟草天蛾等为对象(Ross et
al. ,2003;Zou et al. ,2006;An et al. ,2009),而针对
重要农业害虫的相关研究甚少。 因此,为了解烟粉
虱 CLIPs基因家族,本试验分析了烟粉虱 8 个 CLIPs
基因编码的氨基酸序列,并与冈比亚按蚊 Anopheles
gambiae (Giles)、家蚕、黑腹果蝇、烟草天蛾 4 种模
式昆虫的 CLIPs氨基酸序列进行系统进化分析,运
用 qRT⁃PCR 技术研究烟粉虱被球孢白僵菌侵染后
CLIPs基因的 mRNA 转录水平,旨在明确 CLIPs 基
因在烟粉虱先天免疫反应中的作用,以期为更有效
地防治烟粉虱提供理论依据。
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试昆虫及真菌:烟粉虱 Q 生物型采集自中国
农业科学院植物保护研究所河北廊坊实验基地番茄
Lycopersicon esculentum Mill.上,根据线粒体 DNA 上
的 COI基因序列鉴定生物型(罗晨等,2002),用株
高 25 cm健康番茄幼苗饲养于养虫室内,饲养条件
为温度 26℃、光周期 L 12 h ∶ D 12 h。 供试真菌为球
孢白僵菌菌株 GZGY⁃1⁃3,保藏于中国普通微生物菌
种保藏中心,该菌株对烟粉虱具有高致病性(王登
杰等,2014;2015)。
试剂及培养基:总 RNA 提取试剂盒 Trizol Rea⁃
gent 试剂,美国 Invitrogen 公司;Rnase⁃Free Water,
日本 TaKaRa 公司; GoTaq® qPCR Master Mix 试剂
盒,美国 Promega 公司。 培养基参照王登杰等
(2014)的方法配置,玉米粉 2% 、麦麸 1% 、蛋白胨
0􀆰 5% 、KH2PO4 0􀆰 3% 、MgSO4·7H2O 0􀆰 1% 、NH4NO3
0􀆰 1% 、琼脂 2% 、无菌水 96% 。
仪器:NanoDrop 2000 型分光光度计,美国 Ther⁃
mo 公司; TProfessional Thermocycler,德国 Biometra
公司;Reverse Transcription System,美国 Promega 公
司; 7500 Real⁃Time PCR System 系统,美国 Applied
Biosystems公司。
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 BtCLIPs的氨基酸序列分析
BtCLIPs基因来自于本实验室第 2 代高通量测
序结果(王登杰等,2015)。 将初步筛选得到的基因
65 植  物  保  护  学  报 43 卷
在 NCBI的 NR核酸数据库中通过 BLASTX 算法进
行搜索,当 E 值小于 10 - 5时进一步确定为 BtCLIPs
基因。 利用 ORF Finder 预测 BtCLIPs 的开放阅读
框,并获得氨基酸序列;利用 Pfam ( http: / / pfam.
xfam􀆰 org / search)和 SMART(http: / / smart􀆰 embl􀆰 de / )
预测 BtCLIPs的蛋白质结构域;利用 MEGA 6􀆰 0 软
件进行 BtCLIPs的氨基酸多序列比对。
1􀆰 2􀆰 2 CLIPs的系统进化分析
利用 MEGA 6􀆰 0 软件,对 BtCLIPs 编码的蛋白
与冈比亚按蚊、家蚕、黑腹果蝇、烟草天蛾 4 种模式
昆虫的 12 个同源蛋白进行系统进化分析,12 个同
源蛋白分别为 AgCLIPB1(AAD38335􀆰 1)、AgCLIPB4
( AAB62929􀆰 1 )、 AgCLIPB8 ( CAD30839􀆰 1 )、 Bm⁃
CLIP1(BAA76308􀆰 1)、BmHP14(AFK93534􀆰 1)、Bm⁃
HP21 ( JF431073 )、 DmEaster ( NP _ 524362􀆰 2 )、
DmMP1 ( AAN13300􀆰 2 )、 DmSPZ ( NP _ 651168􀆰 1 )、
MsHP1 ( AAB94557􀆰 1 )、 MsHP6 ( AAV91004􀆰 1 )、
MsHP8(AAV91006􀆰 1)。 采用邻接法(neighbor⁃join⁃
ing,NJ)构建系统进化树,并用 1 000 次重复进行自
举检验。
1􀆰 2􀆰 3 BtCLIPs基因的 qRT⁃PCR检测
在室内用培养基培养菌株 GZGY⁃1⁃3 获得分生
孢子粉,培养条件为温度 26℃、光周期 L 12 h ∶ D 12
h。 用灭菌的 0􀆰 05%吐温 - 80 溶液配置 1􀆰 0 × 108
个 / mL的球孢白僵菌孢子悬浮液备用。 选取 10 株
高 25 cm且未被烟粉虱定殖的番茄幼苗置于养虫笼
(35 cm ×42 cm ×45 cm)中,24 h后将幼苗取出并去
除叶片上的成虫,然后放到另 1 个无烟粉虱的养虫
笼中饲养。 15 d 后将带有 4 龄若虫的整个叶片剪
下,浸泡于 1􀆰 0 × 108 个 / mL的球孢白僵菌孢子悬浮
液中 10 s,自然晾干后放在含有 1%的琼脂培养皿
     
中,置于 26℃、L 12 h︰D 12 h条件下培养。 在处理
12、24、36 和 48 h后,分别收集 100 头存活的烟粉虱
4 龄若虫,收集后立即放入液氮中冻存备用,以未经
球孢白僵菌孢子悬浮液处理的作对照。
用 1 mL Trizol重悬 100 头烟粉虱样品,按 Trizol
Reagent说明提取总 RNA,RNA 纯度及定量则采用
紫外分光光度计进行测定,OD260 / 280处于 1􀆰 9 ~ 2􀆰 1
之间及 OD260 / 230为 2􀆰 1 的 RNA 备用。 随后依据 Re⁃
verse Transcription System 以 2 μg / μL 总 RNA 为模
板制备 cDNA 第一链,加入总 RNA 1􀆰 0 μL、Oligo
(dT) 15 Primer 1􀆰 0 μL、Nuclease⁃Free Water 8􀆰 0 μL,
混匀后 70℃变性 5 min,完成后置于冰上。
向 200 μL样品管中加入 RT⁃Mix 10 μL(Nucle⁃
ase⁃Free Water 1􀆰 6 μL、Goscript 5 × Reaction Buffer
4􀆰 0 μL、25 mmol / L MgCl2 2􀆰 0 μL、PCR Nucleotide
Mix 1􀆰 0 μL、Recombinant RNasin® Ribonuclease In⁃
hibitor 0􀆰 4 μL、Reverse Transcriptase 1􀆰 0 μL)。 反转
录程序:25℃退火 5 min,42℃延伸 60 min,70℃逆转
录酶失活 15 min,4℃终止反应。 将所得 cDNA稀释
10 倍后用于 qRT⁃PCR反应。
根据烟粉虱转录组测序的结果 (王登杰等,
2015),利用 Primer Premier 5􀆰 0软件设计引物用于 Bt⁃
CLIPs基因的荧光检测(表 1)。 依据 GoTaq® qPCR
Master Mix试剂盒进行 PCR反应,反应体系为20 μL:
Nuclease⁃Free Water 7 μL、GoTaq® qPCR Master Mix
10 μL、上下游引物各 0􀆰 5 μL、cDNA2 μL。 反应程序
为 95℃预变性 2 min,95℃变性 15 s,60℃退火和延伸
共 1 min,进行 40个循环;最后以 0􀆰 01℃ / s的速度从
65 ~95℃记录熔解曲线。 采用相对定量法,依据各样
品和其相对应的 18S 的 Ct 值,参照 2 - ΔΔCt (Livak &
Schmittgen,2001)方法进行分析。
表 1 烟粉虱 clip丝氨酸蛋白酶基因 qRT⁃PCR引物
Table 1 Primers for qRT⁃PCR of clip serine protease genes in Bemisia tabaci
基因名称
Gene name
正向引物(5′ - 3′)
Forward primer
反向引物(5′ - 3′)
Reverse primer
BtCLIP8 ATCACCCTTGCCCTCGTA AAGTCAGCGTGCCCATCT
BtCLIP16 GGGTGCCACATCTTTCGG AGCATCCCTGCCTCCTTC
BtCLIP18 CCAGGAAACGTAGTCGTAAACC CAGGACGGCTCGAAGAAG
BtCLIP19 AAGCCTCACGACTACGCC TGCCCAGTAGATGTCTCCAA
BtCLIP20 GTCACCGTGGTTGGCTCT CGGGTTCGCAGTCTACTT
BtCLIP21 TGCTCGTCGCCGATGAAG GGGACAAACCGAATGGAA
BtCLIP24 TTTCTCCCTCGGGTATCCTG CAACGACATCGCCCTGCTC
BtCLIP28 ATTGGTGGAGTTGGTGTC TCCCGAAGTCTGAAGATG
Actin TCTTCCAGCCATCCTTCTTG CGGTGATTTCCTTCTGCATT
751 期 于  洁等: 参与烟粉虱免疫反应的 clip丝氨酸蛋白酶基因分析
1􀆰 3 数据分析
利用 SAS 9􀆰 2 软件进行统计分析,采用 Duncan
氏新复极差法进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2􀆰 1 BtCLIPs的氨基酸序列分析
通过蛋白质结构域预测发现,烟粉虱有 8 个丝
氨酸蛋白酶基因含有 clip 结构域,分别是 BtCLIP8、
BtCLIP16、BtCLIP18、BtCLIP19、BtCLIP20、BtCLIP21、
BtCLIP24、BtCLIP28。 对 8 个 BtCLIPs的结构进行分
析,发现其 clip结构域在烟粉虱中是相对保守的,它
们包含 6 个半胱氨酸残基,可以形成 3 个二硫键(图
1);对丝氨酸蛋白酶催化活性比较重要的 His、Asp
和 Ser这 3 个氨基酸残基也存在于 CLIPs 的 C 端丝
氨酸蛋白酶结构域,并且其 C 端结构域中有 6 个保
守的半胱氨酸残基也有可能形成 3 个稳定的二硫
键;在 CLIPs的 N端和 C端交界处还发现了 1 个可
能的剪切位点,预示水解可能发生在 clip⁃domain 和
serine protease domain 之间(图 2)。
图 1 烟粉虱 8 个 CLIPs蛋白 N端 clip结构域序列比对
Fig. 1 Alignment of the N⁃terminal clip⁃domains of Bemisia tabaci clip⁃domain serine proteases
红色字体表示保守的半胱氨酸; 连线表示烟粉虱 CLIPs中保守的二硫键; “·”代表序列比对的空位。 Red letters indi⁃
cate conserved cysteine; connecting lines denote the conserved disulfide bonds in clip⁃domains of B. tabaci; “·” indicate sequence
alignment vacancies.
 
2􀆰 2 CLIPs的系统进化分析
将 8 个 BtCLIPs的氨基酸序列与 4 种模式昆虫
的 12 个不同 CLIPs的氨基酸序列进行比对,然后用
邻接法构建系统进化树,结果发现 BtCLIP19、Bt⁃
CLIP20、BtCLIP21 独自聚在进化树的一支上,表现
出较近的亲缘关系(图 3),而在 4 种模式昆虫中没
有发现同源蛋白;其余 BtCLIPs 均与模式昆虫的 1
个或多个同源蛋白聚在一起,其中 BtCLIP8 与烟草
天蛾 MsHP1、BtCLIP8 与家蚕 BmHP21、BtCLIP28 与
烟草天蛾 MsHP6 分别位于同一进化支上。
2􀆰 3 BtCLIPs基因的诱导表达分析
烟粉虱受球孢白僵菌侵染后,8 个 BtCLIPs基因
的相对变化量均有显著变化,感染 48 h 后的相对表
达量到最高,其中,BtCLIP19 的相对表达量最高,其
次为 BtCLIP21 和 BtCLIP24。 BtCLIP8、BtCLIP19、Bt⁃
CLIP21、BtCLIP28、BtCLIP24 的相对表达量均为先
上调表达,后下调表达,在 48 h 时急剧升高至最大
值,分别为对照组的 27、71、60、21 和 51 倍; Bt⁃
CLIP16 的相对表达量一直处于高水平,在 48 h时最
高,为对照组的 35 倍;BtCLIP18 的相对表达量一直
处于上调表达,在 48 h 时相对表达量最高,为对照
组的 32 倍;BtCLIP20 在 24 h 前相对表达量相对较
稳定,但在 36 h 后开始呈上调表达,48 h 时达对照
组的 47 倍(图 4)。
3 讨论
本试验鉴定的 8 个 BtCLIPs 基因的氨基酸序列
均具有 CLIPs 的典型特征,N 端包含 6 个半胱氨酸
残基形成的 3 个二硫键,由 44 ~ 55 个氨基酸组成
clip结构域;C 端也包含 3 个氨基酸残基的催化三
联体,被嵌入在保守的序列基序中,此结果与已知昆
虫的 CLIPs 蛋白质特征相一致(Ross et al. ,2003;
Zou et al. ,2006;An et al. ,2009)。 在黑腹果蝇、欧
洲蜜蜂和烟草天蛾中分别发现了 37、18 和 14 个基
因编码 CLIPs(Ross et al. ,2003;Zou et al. ,2006;An
et al. ,2009),因此,还需要进一步探究可能存在的
其它烟粉虱 BtCLIPs基因。
鉴定的 8 个 BtCLIPs与模式昆虫免疫功能不同
的 CLIPs在进化关系上相近。 其中,BtCLIP8 与烟草
天蛾 MsHP1、BtCLIP8 与家蚕 BmHP21、BtCLIP28 与
烟草天蛾 MsHP6 分别位于同一进化支上,说明可能
来源于共同的祖先,且在先天免疫反应中执行类似
85 植  物  保  护  学  报 43 卷
图 2 BtCLIPs蛋白 C端丝氨酸蛋白酶结构域的序列比对
Fig. 2 Alignment of the C⁃terminal serine protease domains of Bemisia tabaci clip⁃domain serine proteases
蓝色字体表示预测剪切位点; 红色字体表示保守的半胱氨酸; 连线表示烟粉虱 CLIPs 中保守的二硫键; H、S、D 蓝色
阴影分别代表组氨酸、天冬氨酸、代表丝氨酸; 黑点代表序列比对的空位。 Blue letters indicate the putative cleavage site; red
letters indicate conserved cysteine; connecting lines denote the conserved disulfide bonds in clip⁃domains of B. tabaci; H, D, S in
blue background represent histidine, aspartic acid and serine, respectively; blackspot indicate sequence alignment vacancies.
 
的功能。 MsHP1 在酚氧化酶原级联反应中发挥作
用,促使酚氧化酶催化产生黑色素,形成黑化反应
(Jiang,2008);BmHP21 在家蚕黑化反应中起着激活
酚氧化酶原前体激酶的作用,参与黑化反应,但还可
能有其它的生理功能(刘碧朗等,2011),BtCLIPs 基
因在烟粉虱免疫反应中的功能还需进一步研究。
BtCLIP19、BtCLIP20、BtCLIP21 独自聚在进化树的一
支上,推测它们可能参与烟粉虱特有的级联路径,且
与 BtCLIP18 和烟草天蛾 MsHP8 聚为一类,表明可
能具有类似的功能,其中 MsHP8 在先天免疫反应中
会被病原物激活继而剪切 prospätzle 产生活性因子
C108,诱导抗菌肽的合成(An et al. ,2009)。 基于以
上结果推测 BtCLIPs基因可能在烟粉虱先天免疫反
应的血淋巴黑化及抗菌肽形成过程中发挥作用。
王钰等(2013)报道,与对照相比,家蚕中肠内
丝氨酸蛋白酶基因 sp1、sp3、sp5 和 sp12 在接种家蚕
微孢子虫 24 h 与 48 h 后相对表达量均上调,其中
sp5 上调最明显;sp8 和 sp11 在受微孢子虫感染 24 h
后表达上调,而 48 h后表达量下调。 本研究也有类
似现象,烟粉虱在受到球孢白僵菌侵染后,8 个
CLIPs基因均发生不同程度的诱导,而且不同 Bt⁃
CLIPs上调倍数不同,表明其参与烟粉虱免疫反应
的程度或途径不尽相同,说明本研究鉴定的 8 个 Bt⁃
CLIPs可能参与了烟粉虱对于真菌侵染的免疫应答
反应,BtCLIPs可能成为烟粉虱生防的新靶标。
李玉欣等(2012)发现 BmHP14 在家蚕 5 龄第 3
天幼虫的脂肪体中表达水平最高,经不同病原物诱
导后,脂肪体中的 BmHP14 均呈现诱导表达上调,
951 期 于  洁等: 参与烟粉虱免疫反应的 clip丝氨酸蛋白酶基因分析
图 3 烟粉虱与 4 种模式昆虫 CLIPs的系统进化关系
Fig. 3 Phylogenetic relationship of clip⁃domain serine proteases between Bemisia tabaci and four model insects
 
图 4 烟粉虱 8 个 CLIPs在不同时间的相对表达量
Fig. 4 The relative expression of eight clip⁃domain serine protease genes in Bemisia tabaci at different times
图中数据为平均数 ±标准误。 不同小写字母表示经 Duncan 氏新复极差法检验在 P < 0􀆰 05 水平差异显著。 Data are
mean ± SE. Different letters indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by Duncan’s new multiple range test.
 
但表达强度和持续时间不相同;朱洋铿等(2011)利
用大肠杆菌分别对菜粉蝶不同虫态和虫龄进行免疫
诱导,PrSP1 的转录水平差异较大,其转录水平随着
虫龄的增长而上升。 因此,关于烟粉虱 BtCLIPs 基
因在不同虫态、不同部位以及应答模式等方面的相
对表达量还需要进一步研究。
参 考 文 献 (References)
An CJ, Ishibashi J, Ragan EJ, Jiang HB, Kanost M. 2009. Func⁃
tions of Manduca sexta hemolymph proteinases HP6 and HP8 in
two innate immune pathways. Journal of Biological Chemistry,
284(29): 19716 - 19726
Brown JK, Frohlich DR, Rosell RC. 1995. The sweetpotato or silver⁃
leaf whiteflies: biotypes of Bemisia tabaci or a species complex?
Annual Review of Entomology, 40(1): 511 - 534
Faria M, Wraight SP. 2001. Biological control of Bemisia tabaci
with fungi. Crop Protection, 20(9): 767 - 778
Hu LM, Zeng L, Shen JM, Bin SY, Liao HZ, Chen GF, Lin JT.
2012. Cloning and expression analysis of serine protease gene in
Bactrocera dorsalis (Hendel) (Diptera: Tephritidae). Journal
of Northwest A & F University, 40(7): 70 - 76 ( in Chinese)
[胡黎明, 曾玲, 申建梅, 宾淑英, 廖泓之, 陈高峰, 林进
添. 2012. 桔小实蝇丝氨酸蛋白酶基因(BdorSer)的克隆与
表达分析. 西北农林科技大学学报, 40(7): 70 - 76]
Jiang HB. 2008. The biochemical basis of antimicrobial responses in
06 植  物  保  护  学  报 43 卷
Manduca sexta. Insect Science, 15(1): 53 - 66
Jiang HB, Kanost MR. 2000. The clip⁃domain family of serine pro⁃
teinases in arthropods. Insect Biochemistry and Molecular Biol⁃
ogy, 30(2): 95 - 105
Kanost MR, Jiang HB, Yu XQ. 2004. Innate immune responses of a
lepidopteran insect, Manduca sexta. Immunological Reviews,
198(1): 97 - 105
Krem MM, Cera ED. 2002. Evolution of enzyme cascades from em⁃
bryonic development to blood coagulation. Trends in Biochemi⁃
cal Sciences, 27(2): 67 - 74
Li YS, Zhao P, Dong ZM, Zou Y, Xia QY, Xiang ZH. 2012. Clo⁃
ning expression and microbial⁃induction analysis of Bombyx mori
serine protease inhibitor BmSPI37. Scientia Agricultura Sinica,
45(23): 4898 - 4908 (in Chinese) [李游山,赵萍, 董照明,
邹勇, 夏庆友, 向仲怀. 2012. 家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂
BmSPI37的克隆、表达及微生物诱导分析. 中国农业科学,
45(23): 4898 - 4908]
Li YX, Qi XW, Han Q, Xu YM, He NJ. 2012. Gene cloning and
expression profile analysis of serine protease BmHP14 in the
silkworm, Bombyx mori. Science of Sericulture, 38(5): 814 -
821 (in Chinese) [李玉欣, 亓希武, 韩琦, 徐云敏, 何宁
佳. 2012. 家蚕丝氨酸蛋白酶 BmHP14 基因的克隆与表达
模式分析. 蚕业科学, 38(5): 814 - 821]
Liu BL, Li YX, Qi XW, Xiang ZH, He NJ. 2011. Molecular clo⁃
ning and expression analysis of serine protease gene BmHP21 in
silkworm, Bombyx mori. Science of Sericulture, 37(3): 419 -
424 (in Chinese) [刘碧朗, 李玉欣, 亓希武, 向仲怀, 何宁
佳. 2011. 家蚕丝氨酸蛋白酶基因 BmHP21 的克隆及表达
分析. 蚕业科学, 37(3): 419 - 424]
Livak KJ, Schmittgen TD. 2001. Analysis of relative gene expres⁃
siondata using real⁃time quantitative PCR and the 2 - ΔΔCt meth⁃
od. Methods, 25: 402 - 408
Luo C, Yao Y, Wang RJ, Yan FM, Hu DX, Zhang ZL. 2002. The
use of mitochondrial cytochrome oxidase I (mt COI) gene se⁃
quences for the identification of biotypes of Bemisia tabaci
(Gennadius) in China. Acta Entomologica Sinica, 45 (6 ):
759 - 763 (in Chinese) [罗晨, 姚远, 王戎疆, 阎凤鸣, 胡
敦孝, 张芝利. 2002. 利用 mtDNA COI 基因序列鉴定我国
烟粉虱的生物型. 昆虫学报, 45(6): 759 - 763]
Marshall SDG, Gatehouse LN, Becher SA, Christeller JT, Gate⁃
house HS, Hurst MRH, Boucias DG, Jackson TA. 2008. Ser⁃
ine proteases identified from a Costelytra zealandica (White)
(Coleoptera: Scarabaeidae) midgut EST library and their ex⁃
pression through insect development. Insect Molecular Biology,
17(3): 247 - 259
Rawlings ND, Barrett AJ. 1993. Evolutionary families of peptida⁃
ses. Biochemical Journal, 290: 205 - 218
Ross J, Jiang HB, Kanost MR, Wang Y. 2003. Serine proteases
and their homologs in the Drosophila melanogaster genome: an
initial analysis of sequence conservation and phylogenetic rela⁃
tionships. Gene, 304: 117 - 131
Wang DJ, Wu SY, Lei ZR, Wang HH. 2015. Transcriptome analy⁃
sis of Bemisia tabaci nymphs infected with Beauveria bassiana.
Chinese Journal of Applied Entomology, 52(1): 47 - 55 ( in
Chinese) [王登杰, 吴圣勇, 雷仲仁, 王海鸿. 2015. 感染
球孢白僵菌的烟粉虱若虫免疫应答转录组分析. 应用昆虫
学报, 52(1): 47 - 55]
Wang DJ, Zang LS, Zhang Y, Wang HH, Lei ZR. 2014. Sublethal
effects of Beauveria bassiana Balsamo on life table parameters of
subsequent generations of Bemisia tabaci Gennadius. Scientia
Agricultura Sinica, 47(18): 3588 - 3595 (in Chinese) [王登
杰, 臧连生, 张烨, 王海鸿, 雷仲仁. 2014. 球孢白僵菌对
烟粉虱后代生命表参数的亚致死影响. 中国农业科学, 47
(18): 3588 - 3595]
Wang Y, Dang XQ, Li Z, Pang M, Zhou ZY, Wang LL. 2013. Re⁃
sponse pattern of serine protease genes of Bombyx mori midguts
infected with Nosema bombycis. Journal of Anhui Agricultural
University, 40(2): 175 - 179 (in Chinese) [王钰, 党晓群,
李治, 庞敏, 周泽扬, 王林玲. 2013. 家蚕中肠丝氨酸蛋白
酶基因对家蚕微孢子虫入侵的响应模式. 安徽农业大学学
报, 40(2): 175 - 179]
Zhao P, Wang GH, Dong ZM, Duan J, Xu PZ, Cheng TC, Xiang
ZH, Xia QY. 2010. Genome⁃wide identification and expression
analysis of serine proteases and homologs in the silkworm Bom⁃
byx mori. BMC Genomics, 11: 405
Zhao PC, Li JJ, Wang Y, Jiang HB. 2007. Broad⁃spectrum antimi⁃
crobial activity of the reactive compounds generated in vitro by
Manduca sexta phenoloxidase. Insect Biochemistry and Molecu⁃
lar Biology, 37: 952 - 959
Zhu YK, Fang Q, Hu C, Ye GY. 2011. Molecular cloning, charac⁃
terization and expression profiling of a serine protease gene
Pr⁃SP1 in Pieris rapae (Lepidoptera: Pieridae). Acta Entomo⁃
logica Sinica, 54(8): 859 - 868 ( in Chinese) [朱洋铿, 方
琦, 胡萃, 叶恭银. 2011. 菜粉蝶丝氨酸蛋白酶基因 Pr⁃SP1
的克隆及其表达谱分析. 昆虫学报, 54(8): 859 - 868]
Zou Z, Lopez DL, Kanost MR, Evans JD, Jiang HB. 2006. Compar⁃
ative analysis of serine protease⁃related genes in the honey bee
genome: possible involvement in embryonic development and in⁃
nate immunity. Insect Molecular Biology, 15(5): 603 -614
(责任编辑:王  璇)
161 期 于  洁等: 参与烟粉虱免疫反应的 clip丝氨酸蛋白酶基因分析