虫生真菌玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea具有防治小菜蛾Plutella xylostella的潜在作用,但小菜蛾的免疫系统抑制了玫烟色棒束孢的侵染活力。为更好地了解小菜蛾免疫虫生真菌侵染的机理,本研究在明确玫烟色棒束孢侵染小菜蛾不同时间的病症及组织病理变化下,以小菜蛾全基因组为基础,测定了玫烟色棒束孢侵染小菜蛾不同时间的转录组及小RNA文库,筛选了小菜蛾免疫防御玫烟色棒束孢侵染的免疫基因及miRNAs,并通过荧光定量PCR对表达谱进行验证,构建了小菜蛾免疫防御玫烟色棒束孢侵染的动态免疫基因-miRNAs分子网络,并明确了小菜蛾免疫防御玫烟色棒束孢的关键时间节点;在此基础上,iTRAQ测定并筛选了小菜蛾免疫防御玫烟色棒束孢的关键蛋白;通过以上研究,明确了小菜蛾免疫防御玫烟色棒束孢的动态分子调控网络。主要研究结果如下:1.小菜蛾受玫烟色棒束孢侵染后的病症及组织病理变化观察了小菜蛾12h,18h,24h,36h的病症及组织病理变化过程,为小菜蛾免疫玫烟色棒束孢侵染的动力学研究提供了详尽的生物学资料,为下一步测序时间点的选择提供了重要依据。2.转录组数据分析小菜蛾对玫烟色棒束孢的免疫反应免疫相关基因的差异表达分析结果显示,有161个免疫相关基因在侵染后显著差异表达;12 h,18 h,24 h,36 h,分别有15,13,53,14个免疫相关基因上调表达,有38,51,56,49个免疫相关基因下调表达;小菜蛾的抗菌肽基因表达数量减少。以上结果说明,玫烟色棒束孢能够抑制小菜蛾的免疫反应,并且能够成为控制小菜蛾的潜在的生物杀虫剂。3.玫烟色棒束孢侵染后小菜蛾免疫相关miRNAs的鉴定与分析鉴定出116个已知的带前体序列的miRNA,预测到42个潜在的新miRNA。在116个中共有23个已知miRNA分别在12 h,18 h,24 h,36 h处理中显著差异表达,3个上调,20个下调。差异表达量最高的5个已知miRNA分别是pxy-mir-7b-5p,pxymir-2768-3p,pxy-mir-79-3p,pxy-mir-8507-3p,pxy-mir-2a-3p。此外我们用RNAhybrid,miRanda,及Target Scan三种软件建立了预测靶基因的标准,共预测到30699个靶基因。4.mRNA与miRNA联合分析miRNA调控小菜蛾对玫烟色棒束孢的免疫反应通过KEGG Orthology数据库筛选得到其中5个靶基因参与的信号通路可能与免疫有关,其中pxy-mir-2796-3p调控的靶基因Scavenger receptor(基因ID:105394486)参与溶酶体通路(KO04142)和吞噬作用(KO04145)通路,对昆虫免疫真菌的侵染发挥着至关重要的作用。5.iTRAQ定量蛋白质组学分析小菜蛾对玫烟色棒束孢的免疫反应利用iTRAQ定量蛋白质组学的相关数据对基因组进行注释校正的新方法,共生成303904张二级谱图,鉴定到20708条肽段和3861个蛋白,最后得到202个显著差异蛋白,其中94个蛋白上调,108个蛋白下调。研究结果表明,差异表达的蛋白分子可能影响小菜蛾的免疫防御作用。这项研究结合大量蛋白质氨基酸信息,有力地弥补了基因组上基因寻找和注释的不足,为了解玫烟色棒束孢和小菜蛾之间的相互作用提供了有用的信息。6.小菜蛾免疫玫烟色棒束孢的蛋白质组学和转录组学关联分析通过转录组与蛋白质组学联合分析,共鉴定到3861个蛋白质和17057个基因,其中关联数量为3811,经过筛选得到35对显著差异表达蛋白-显著差异表达基因。通过KEGG Orthology数据库搜库筛选发现部分靶基因分别参与了黑色素合成信号通路(KO04916),溶酶体信号通路(KO04142),吞噬作用信号通路(KO04145),过氧化物信号通路(KO04146),脂肪酸降解代谢信号通路(KO00071)等免疫相关的信号通路。综上所述,转录组数据结合蛋白质组学数据表明,小菜蛾免疫玫烟色棒束孢侵染主要通过吞噬消化分生孢子的溶酶体通路和吞噬作用通路和调控黑化反应的丝氨酸蛋白酶等调控了小菜蛾对玫烟色棒束孢侵染的免疫,这一研究为小菜蛾免疫真菌侵染的机制提供了重要见解。