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昆虫依靠先天性免疫系统保护自身不受病原菌的侵染,其免疫防御能力会随着昆虫的发育而改变,此类变化在昆虫的变态发育阶段之间表现更为明显,但昆虫变态发育对免疫系统的影响机制尚不清楚。为了探讨小菜蛾免疫防御体系在不同发育阶段之间的差异及机理,本研究利用同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术,对小菜蛾4龄幼虫、蛹和成虫进行了定量蛋白质组学研究,并对不同发育阶段的蛋白质进行相对定量分析;筛选了小菜蛾不同发育阶段免疫相关的差异表达蛋白,并利用qRT-PCR结合Western blot对免疫相关蛋白的表达模式进行了检测,从分子水平上阐述了昆虫免疫防御的龄期相关性;NF-κB信号通路在昆虫免疫和发育中发挥重要作用,Cactus蛋白是NF-κB信号通路中的一类抑制因子,本研究通过RT-PCR和RACE技术获得小菜蛾Cactus基因的全长cDNA序列,利用qRT-PCR和Western blot技术对小菜蛾Cactus基因表达模式进行分析,运用RNAi技术研究Cactus在调控抗菌肽表达中的功能。主要结果如下:1.在SDS-PAGE鉴定小菜蛾不同发育阶段(4龄幼虫、蛹、成虫)的蛋白差异性的基础上,利用iTRAQ技术对其进行定量蛋白质组学研究,共鉴定蛋白质组4139个,具有定量信息的蛋白质组3254个。对不同龄期的蛋白质进行相对定量分析(取95%置信水平,差异倍数大于2倍的标准为差异蛋白),蛹与4龄幼虫相比共有395个差异表达蛋白,其中203个蛋白上调,192个蛋白下调;成虫与蛹相比共有512个差异表达蛋白,其中267个蛋白上调,245个蛋白下调;成虫与4龄幼虫相比共有616个差异表达蛋白,其中294个蛋白上调,322个蛋白下调;GO富集分析发现,差异蛋白在3个注释本体上都与ATP合成、质子转运和氧化还原等过程相关,说明差异蛋白主要参与不同龄期能量代谢过程。2.在差异表达的蛋白质中,我们共筛选出21个免疫相关的差异表达蛋白,包括5个模式识别受体蛋白,3个抗菌肽蛋白,6个丝氨酸蛋白酶抑制剂,1个酚氧化物酶类蛋白,1个过氧化氢酶,2个过氧化物酶蛋白,2个超氧化物歧化酶蛋白和1个去整合素蛋白,qRT-PCR和Western blot验证结果与iTRAQ测序结果基本一致。3.利用RT-PCR和RACE技术获得小菜蛾Cactus基因(GenBank登录号:KY828920)的全长cDNA序列。其cDNA全长为1868 bp,开放阅读框序列1053 bp,编码350个氨基酸。qRT-PCR检测Cactus基因的表达模式表明,Cactus基因在被检测的各个龄期和4龄幼虫各个组织中都有表达,分别在4龄幼虫和脂肪体中的表达量最高。不同微生物刺激4龄小菜蛾后检测Cactus表达量发现,Cactus在脂肪体中可以被Bacillus thuringiensis强烈诱导表达,Western blot检测表明,在脂肪体中经B.thuringiensis诱导Cactus蛋白含量显著升高。4.通过显微注射dsRNA的方法进行RNA干扰实验,qRT-PCR检测表明,注射Cactus基因的dsRNA,可以显著降低小菜蛾Cactus基因的表达量;RNA干扰后24 h,抗菌肽基因Cecropin1、Cecropin2、Cecropin3、Defensin、Gloverin、Lysozyme1和Lysozyme2表达量显著高于对照组。RNAi实验结果表明,小菜蛾Cactus基因负调控抗菌肽基因的表达。本研究利用iTRAQ筛选了小菜蛾不同发育阶段的免疫差异蛋白,qRT-PCR和Western blot明确了其与龄期具有相关性;RNAi明确了Cactus作为NF-κB信号通路中的一类抑制因子,负调控抗菌肽的表达。本研究结果为阐明小菜蛾免疫系统和生长发育的相互关系提供了蛋白平台,也为明确小菜蛾Cactus在抗菌肽表达调控中的功能提供了理论基础。