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蚜虫属于刺吸式昆虫,种类繁多,危害严重,是植物病毒的媒介。豌豆蚜(Acyrhosiphon pisum)基因组测序为豌豆蚜和其他蚜虫的研究提供了基础。令人惊讶的是,豌豆蚜基因组中缺失了一些在其它昆虫中保守的基因,这些缺失的基因在昆虫的免疫反应中起关键作用。活性氧(Reactive oxygen species,ROS)作为信号分子,参与多种细胞信号通路和免疫反应。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)催化超氧阴离子(O2-)转化为过氧化氢(H2O2)和分子氧(O2),H2O2可与氯离子(Cl-)生成次氯酸(HOCl)。H2O2和HOCl被认为是参与宿主防御反应的主要ROS,因此SOD可能也调控宿主的免疫反应。 本研究利用RNA干扰技术沉默豌豆蚜超氧化物歧化酶-2(SOD-2)基因,检测豌豆蚜体内H2O2水平、感染细菌和真菌后豌豆蚜的存活率,以及豌豆蚜体内细菌和真菌增殖。主要结果如下: (1)绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(Staphylococus aureus)和球孢白僵菌(Beauveria bassiana)感染引起豌豆蚜体内H2O2浓度上升。 (2)绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和球孢白僵菌感染诱导豌豆蚜SOD-2基因表达水平显著上调,表明SOD-2可能参与豌豆蚜免疫防御反应。 (3)利用RNA干扰技术沉默豌豆蚜SOD-2基因后,豌豆蚜体内的H2O2水平显著降低;干扰SOD-2的豌豆蚜在感染金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和球孢白僵菌后,体内H2O2水平也显著低于注射dsGFP组的豌豆蚜,表明SOD-2参与豌豆蚜体内的H2O2生成。 (4)干扰豌豆蚜SOD-2基因后,豌豆蚜体内金黄色葡萄球菌增殖明显加快,绿脓杆菌和球孢白僵菌增殖也有加快的趋势,表明豌豆蚜SOD-2参与豌豆蚜抗菌反应。 (5)干扰SOD-2基因的豌豆蚜死亡率高于注射dsGFP的豌豆蚜;干扰SOD-2并感染金黄色葡萄球菌的豌豆蚜的死亡率显著高于注射dsGFP的豌豆蚜;感染球孢白僵菌豌豆蚜(干扰SOD-2与注射dsGFP)死亡率虽然无明显的差异,但是在第2-4天,干扰SOD-2的豌豆蚜死亡率高于注射dsGFP的豌豆蚜。 结论:豌豆蚜受到微生物感染后,SOD-2催化产生H2O2,从而抑制体内微生物的增殖。