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蚜虫是危害严重的农业害虫。利用蚜虫的天敌(如寄生蜂)和微生物病原菌等对蚜虫进行生物防治是综合防治策略中的重要环节。病原微生物感染和寄生蜂寄生激发蚜虫的免疫防御系统，启动一系列免疫反应以抵抗感染和寄生。深入了解蚜虫的免疫防御机制是生物防治蚜虫的前提。豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)是研究蚜虫及半翅目昆虫的重要模式昆虫。然而，目前对豌豆蚜免疫系统抵御病原微生物感染的作用机理的研究和解析仍然很有限。
JNK(Jun N-terminal kinase)信号通路在进化上保守，当遭受不良环境因素或病原物感染时，JNK通路激活以保护机体免受损伤。JNK通路在昆虫抵御不良环境、伤口愈合及免疫反应调控过程中起重要作用。全基因组测序显示：豌豆蚜缺失大量的免疫相关基因，包括抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs)、肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)、IMD(immune deficiency)以及其他免疫相关基因。然而，有研究暗示JNK通路在豌豆蚜抵御细菌感染的过程中起作用。由酚氧化酶(phenoloxidase, PO)催化的黑化反应、血细胞介导的吞噬作用和活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生成参与豌豆蚜抵御细菌感染。豌豆蚜有完整的miRNAs合成通路，已鉴定到163个miRNAs，但是这些miRNAs的具体功能尚不清楚。本研究对JNK通路调控豌豆蚜免疫反应的作用机理和以JNK为靶标的miRNAs的功能进行了探索。主要结果如下：
(1)细菌感染激活豌豆蚜JNK通路，JNK通路在保护豌豆蚜抵御细菌感染的过程中起重要作用。豌豆蚜被细菌感染后，JNK通路关键基因JNK、Jun、Fos和Puc的表达上调。利用RNA干扰技术分别将JNK和Puc沉默，JNK沉默的豌豆蚜体内Puc表达下调，说明豌豆蚜的JNK通路响应免疫应答并且调控下游基因的表达。JNK沉默导致豌豆蚜受细菌感染后表现出较高的死亡率和体内细菌较快的增殖。相反地，Puc沉默导致豌豆蚜受细菌感染后表现出较低的死亡率和体内细菌较慢的增殖。这说明JNK通路在保护豌豆蚜抵御细菌感染的过程中起重要作用。
(2)豌豆蚜的JNK通路调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞吞噬作用。将JNK沉默后，抗氧化基因OXR1(Oxidation resistance 1)、Cat(Catalase)、GPX(Glutathione peroxidase)和Prx1(Peroxiredoxin 1)的表达下调，体内H2O2浓度显著升高。相反，Puc沉默后，OXR1、Cat、GPX和Prx1表达上调，体内H2O2浓度显著降低。这明确说明JNK通路调控豌豆蚜活性氧的代谢。将JNK沉默后，PPO1和PPO2表达下调，血淋巴PO活力降低。相反，将Puc沉默后，PPO1和PPO2上调，血淋巴PO活力升高。这说明豌豆蚜JNK通路调控PPOs的表达和血淋巴PO活力。将JNK沉默后，吞噬相关基因TepIII-1、TepIII-2和YKT6表达下调，血细胞对细菌的吞噬作用减弱。相反地，将Puc沉默后，TepIII-1、TepIII-2和YKT6表达上调，血细胞对细菌的吞噬作用增强。这说明JNK通路调控豌豆蚜血细胞的吞噬作用。
(3)豌豆蚜JNK受miR-184a/b负调控，并且miR-184a/b通过JNK通路负调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞的吞噬作用，从而影响豌豆蚜抵御细菌的感染。软件预测JNKmRNA可能受到miRNA-184a/b的调控，体外报告基因分析确定JNKmRNA受miRNA-184a/b负调控，蚜虫注射agomir-184a/b后JNK的表达显著下调。以上结果说明豌豆蚜JNK受miR-184a/b靶标负调控。注射agomir-184a/b的豌豆蚜血细胞的吞噬作用减弱，体内H2O2浓度显著升高，而血淋巴PO活力减弱。感染细菌后，注射agomir-184a/b的豌豆蚜表现出更高的死亡率和体内细菌更快的增殖。另外，序列比对显示不同物种的miRNA-184极其保守，预测其他昆虫、非洲爪蟾、斑马鱼、小鼠和人的JNK可能也受miRNA-184靶标调控。这说明在物种间miR-184调控JNK可能存在普遍性。
综上所述，本研究证明细菌感染激活豌豆蚜JNK通路，激活的JNK通路通过调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞吞噬作用保护豌豆蚜抵御细菌的感染；豌豆蚜的miR-184a/b通过负调控JNK通路负调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞的吞噬作用，从而影响豌豆蚜抵御细菌的感染。明确了JNK通路在豌豆蚜免疫防御系统中的作用，并揭示了揭示miRNA对该通路的调控机制，加深了我们对半翅目昆虫免疫防御机制的了解，也为有效利用病原微生物防治蚜虫奠定理论基础。
JNK(Jun N-terminal kinase)信号通路在进化上保守，当遭受不良环境因素或病原物感染时，JNK通路激活以保护机体免受损伤。JNK通路在昆虫抵御不良环境、伤口愈合及免疫反应调控过程中起重要作用。全基因组测序显示：豌豆蚜缺失大量的免疫相关基因，包括抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs)、肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)、IMD(immune deficiency)以及其他免疫相关基因。然而，有研究暗示JNK通路在豌豆蚜抵御细菌感染的过程中起作用。由酚氧化酶(phenoloxidase, PO)催化的黑化反应、血细胞介导的吞噬作用和活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生成参与豌豆蚜抵御细菌感染。豌豆蚜有完整的miRNAs合成通路，已鉴定到163个miRNAs，但是这些miRNAs的具体功能尚不清楚。本研究对JNK通路调控豌豆蚜免疫反应的作用机理和以JNK为靶标的miRNAs的功能进行了探索。主要结果如下：
(1)细菌感染激活豌豆蚜JNK通路，JNK通路在保护豌豆蚜抵御细菌感染的过程中起重要作用。豌豆蚜被细菌感染后，JNK通路关键基因JNK、Jun、Fos和Puc的表达上调。利用RNA干扰技术分别将JNK和Puc沉默，JNK沉默的豌豆蚜体内Puc表达下调，说明豌豆蚜的JNK通路响应免疫应答并且调控下游基因的表达。JNK沉默导致豌豆蚜受细菌感染后表现出较高的死亡率和体内细菌较快的增殖。相反地，Puc沉默导致豌豆蚜受细菌感染后表现出较低的死亡率和体内细菌较慢的增殖。这说明JNK通路在保护豌豆蚜抵御细菌感染的过程中起重要作用。
(2)豌豆蚜的JNK通路调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞吞噬作用。将JNK沉默后，抗氧化基因OXR1(Oxidation resistance 1)、Cat(Catalase)、GPX(Glutathione peroxidase)和Prx1(Peroxiredoxin 1)的表达下调，体内H2O2浓度显著升高。相反，Puc沉默后，OXR1、Cat、GPX和Prx1表达上调，体内H2O2浓度显著降低。这明确说明JNK通路调控豌豆蚜活性氧的代谢。将JNK沉默后，PPO1和PPO2表达下调，血淋巴PO活力降低。相反，将Puc沉默后，PPO1和PPO2上调，血淋巴PO活力升高。这说明豌豆蚜JNK通路调控PPOs的表达和血淋巴PO活力。将JNK沉默后，吞噬相关基因TepIII-1、TepIII-2和YKT6表达下调，血细胞对细菌的吞噬作用减弱。相反地，将Puc沉默后，TepIII-1、TepIII-2和YKT6表达上调，血细胞对细菌的吞噬作用增强。这说明JNK通路调控豌豆蚜血细胞的吞噬作用。
(3)豌豆蚜JNK受miR-184a/b负调控，并且miR-184a/b通过JNK通路负调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞的吞噬作用，从而影响豌豆蚜抵御细菌的感染。软件预测JNKmRNA可能受到miRNA-184a/b的调控，体外报告基因分析确定JNKmRNA受miRNA-184a/b负调控，蚜虫注射agomir-184a/b后JNK的表达显著下调。以上结果说明豌豆蚜JNK受miR-184a/b靶标负调控。注射agomir-184a/b的豌豆蚜血细胞的吞噬作用减弱，体内H2O2浓度显著升高，而血淋巴PO活力减弱。感染细菌后，注射agomir-184a/b的豌豆蚜表现出更高的死亡率和体内细菌更快的增殖。另外，序列比对显示不同物种的miRNA-184极其保守，预测其他昆虫、非洲爪蟾、斑马鱼、小鼠和人的JNK可能也受miRNA-184靶标调控。这说明在物种间miR-184调控JNK可能存在普遍性。
综上所述，本研究证明细菌感染激活豌豆蚜JNK通路，激活的JNK通路通过调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞吞噬作用保护豌豆蚜抵御细菌的感染；豌豆蚜的miR-184a/b通过负调控JNK通路负调控活性氧代谢、血淋巴PO活力和血细胞的吞噬作用，从而影响豌豆蚜抵御细菌的感染。明确了JNK通路在豌豆蚜免疫防御系统中的作用，并揭示了揭示miRNA对该通路的调控机制，加深了我们对半翅目昆虫免疫防御机制的了解，也为有效利用病原微生物防治蚜虫奠定理论基础。