【摘 要】
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昆虫体内的糖类化合物作为一种重要的营养物质,可促进昆虫生长发育、饥饿状态下为组织供能、帮助昆虫飞行和觅食、提高昆虫抗逆性等。本文以菜蛾盘绒茧蜂Cotesia vestalis（膜翅目:茧蜂科）-小菜蛾Plutella xylostella（鳞翅目:菜蛾科）寄生体系为对象,利用质谱鉴定了菜蛾盘绒茧蜂毒液的蛋白组成,并在鉴定小菜蛾血淋巴中糖类物质种类的基础上,研究菜蛾盘绒茧蜂毒液对寄主血淋巴中糖类物质
【基金项目】
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国家自然科学基金重点项目（31630060）； 国家自然科学基金面上项目（31672079）； 浙江省自然科学基金杰青项目（LR18C140001）；
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昆虫体内的糖类化合物作为一种重要的营养物质,可促进昆虫生长发育、饥饿状态下为组织供能、帮助昆虫飞行和觅食、提高昆虫抗逆性等。本文以菜蛾盘绒茧蜂Cotesia vestalis（膜翅目:茧蜂科）-小菜蛾Plutella xylostella（鳞翅目:菜蛾科）寄生体系为对象,利用质谱鉴定了菜蛾盘绒茧蜂毒液的蛋白组成,并在鉴定小菜蛾血淋巴中糖类物质种类的基础上,研究菜蛾盘绒茧蜂毒液对寄主血淋巴中糖类物质含量的影响和作用。主要结果如下:1.通过对菜蛾盘绒茧蜂毒液蛋白进行质谱测定,并结合分析实验室前期获得的毒腺转录组和寄生蜂基因组数据,对该蜂毒液蛋白组分进行了鉴定。共计在该蜂毒液中鉴定到397个毒液蛋白基因,其中3个基因在毒腺中特异性表达（tolloid-like protein 1,ion transport peptide-like,venom protein Ci-48a）,其余394个基因中的91个基因在毒腺中高表达（log2（VG-FPKM/Carcass-FPKM）>1）,174个基因在毒腺中低表达（log2（VG-FPKM/Carcass-FPKM）<-1）,其余129个基因在毒腺和身体其余组织中表达量无明显差异（-1<log2（VG-FPKM/Carcass-FPKM）<1）。该397个毒液蛋白中“酶类”占比最多,达到48.61%,“其他蛋白”占41.31%,“未知组分”占比5.79%,“蛋白酶抑制剂”和“结合蛋白”占比最少,分别为0.76%、3.53%,;在蛋白“酶类”中水解酶和氧化还原酶类类数量最多,分别有58个,转移酶、裂解酶、异构酶、连接酶类个数依次为41、6、14、16。最后,我们还挑选了12个代表性毒液基因进行组织特异性分析,其中类离子转运肽、tolloid-like protein 2、Chitooligosaccharidolytic beta-N-acetylglucosaminidase、免疫逃避蛋白、硫氧还蛋白基因在毒腺中显著高表达,而tolloid-like protein 1、谷胱甘肽-S-转移酶、Serpin B4、蛋白二硫键异构酶、透明质酸酶、hemocytin、钙网蛋白基因在毒腺、卵巢、残体雄蜂体内均有所表达。2.利用HPLC对小菜蛾血淋巴中的糖类化合物进行了鉴定,发现小菜蛾血淋巴中含有山梨醇、海藻糖、葡萄糖、果糖以及蔗糖这五种糖类,其中海藻糖的含量最高（达80%以上）。通过测定和分析寄生对小菜蛾各龄期（3龄中后、3龄末、4龄初、4龄中、4龄末）血淋巴中上述五种糖类化合物含量的影响,发现菜蛾盘绒茧蜂寄生能引起小菜蛾血淋巴中:（1）海藻糖含量的持续性升高;（2）山梨醇的含量先升高后降低,即3龄中后至3龄末上升,4龄初至4龄中时下降,4龄末时与对照小菜蛾的无差异;（3）果糖含量持续性升高至4龄中时开始下降,至4龄末时与对照小菜蛾的无差异;（4）蔗糖和葡萄糖的含量与对照小菜蛾的无差异。3.对小菜蛾3龄中幼虫注射菜蛾盘绒茧蜂毒液,测定和分析了毒液对各龄期（3龄中后、3龄末、4龄初、4龄中、4龄末）小菜蛾血淋巴中五种糖类化合物含量的影响,同时还测定和分析了同样在寄生初期发挥寄主调控作用的寄生因子CvBV对这五种糖类化合物含量的影响,并对二者的作用进行比较。结果表明注射毒液能引起小菜蛾血淋巴中:（1）山梨醇含量的持续性升高（27%～55%）;（2）果糖含量在3龄末、4龄中时分别升高37%和20%;（3）海藻糖、蔗糖、葡萄糖含量与对照组小菜蛾的无差异。注射CvBV能引起小菜蛾血淋巴中:（1）海藻糖含量的持续性升高（17%～179%）;（2）山梨醇含量在4龄中、4龄末时分别升高47%和45%;（3）果糖含量持续性升高至4龄中（18%～69%）;（4）葡萄糖和蔗糖含量与对照小菜蛾的无差异。4.根据小菜蛾基因组和转录组数据,对小菜蛾体内的山梨醇代谢相关基因进行克隆,包括合成酶（AKR1B1）以及其他可能参与山梨醇合成的基因（AKRs）、分解酶山梨醇脱氢酶（SD）。到目前为止,共获得6条小菜蛾AKR基因家族的序列（PxAKR2E4、PxAKR1B1-l、PxAKR1A1-l、PxAKR2E4-l-1、PxAKR2E4-l-X1、PxAKR2E4-l-2）和1条小菜蛾山梨醇脱氢酶基因序列（Px SD）。为明确毒液引起小菜蛾血淋巴中山梨醇含量的升高与山梨醇代谢相关基因之间的关系,用q PCR检测了寄生对发育至3龄中后期的小菜蛾各基因转录水平的影响,发现寄生能引起除PxAKR1A1-l外其他小菜蛾山梨醇合成酶基因转录水平的总体上调,其中PxAKR1B1-l转录水平上升地最为显著,上升了2.08倍;但是,小菜蛾山梨醇脱氢酶基因Px SD转录水平却无明显变化。与寄生效果相一致的是,注射毒液同样能引起小菜蛾山梨醇合成酶基因PxAKR1B1-l、PxAKR2E4和PxAKR2E4-l-X1转录水平上升,但对PxAKR2E4-l-1和PxAKR2E4-l-2基因转录的水平无影响。
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