绿僵菌胞外蛋白酶对东亚飞蝗中肠毒力差异分析

发布时间：2018-03-24 16:37

本文选题：绿僵菌　切入点：东亚飞蝗　出处：《甘肃农业大学》2016年硕士论文

【摘要】：绿僵菌(Metarhizium anisopliae)是世界范围广泛存在的一种昆虫病原真菌,应用于多种害虫的生物防治,取得了良好的防治效果。绿僵菌的侵染途径主要有体表侵染和消化道侵染两种方式,体表侵染途径及毒力因子研究较多,对寄主的作用机制较清晰,但消化道侵染研究相对较少。已有研究表明,消化道侵染比体表侵染能更快发挥毒力,为明确绿僵菌消化道侵染的作用机制,本文研究观测了绿僵菌混用抑制剂对其毒力的影响及对飞蝗中肠破坏情况的影响、测定了绿僵菌对东亚飞蝗相关酶活性的动态变化、分析了东亚飞蝗饲喂绿僵菌后的中肠转录组数据,为更好的明确绿僵菌胞外蛋白酶的作用机制及毒力差异、提高其对飞蝗及其它有害生物的防治效果提供了理论依据。主要研究结果如下:1.蛋白酶抑制剂对胞外蛋白酶在绿僵菌IPPM202侵染飞蝗过程中的毒力影响东亚飞蝗分别饲喂绿僵菌IPPM202及混合TPCK、APMSF、EDTA、CII 4种抑制剂后,4种抑制剂本身对飞蝗的存活率没有影响,TPCK和CII显著抑制了绿僵菌的毒力,延长了绿僵菌对东亚飞蝗的致死中时,EDTA和APMSF不影响绿僵菌的毒力,东亚飞蝗存活率与绿僵菌处理无差异。上述研究表明,在IPPM202侵染致死东亚飞蝗的过程中,Pr1和Pr4起主要作用。2.绿僵菌菌株IPPM202中不同胞外蛋白酶对飞蝗中肠的破坏作用东亚飞蝗饲喂绿僵菌后,中肠超微结构受到明显的破坏,中肠微绒毛脱落、变形,内质网膨胀、断裂、线粒体基质降解、核膜出现降解等一系列病变,混合抑制剂后中肠破坏情况出现差异,混合TPCK及CII处理组东亚飞蝗中肠超微结构保持相对完整,而混合EDTA及APMSF处理东亚飞蝗中肠组织破坏情况严重,表现与绿僵菌处理相似。根据生测结果、电镜结果、蛋白酶抑制剂的抑制靶标,推测绿僵菌胞外蛋白酶中的Pr1蛋白酶是主要的毒力因子,其次为Pr4,Pr2和Pr3不参与绿僵菌IPPM202中肠侵染过程,或IPPM202中不存在Pr2和Pr3基因。3.绿僵菌对飞蝗中肠相关酶系的影响东亚飞蝗饲喂混合APMSF和TPCK两种丝氨酸类蛋白酶抑制剂的绿僵菌后,测定飞蝗中肠消化酶及解毒酶活性的动态变化,研究结果发现,绿僵菌对东亚飞蝗中肠总蛋白酶的影响呈“U”形,类胰蛋白酶活性先上升在下降,类胰凝乳蛋白酶活性逐渐上升,对两种保护酶的影响为先上升再下降;APMSF、TPCK对中肠的三种消化酶没有显著影响,APMSF对两种解毒酶也没有影响,但TPCK对中肠解毒酶的影响情况与绿僵菌处理相似,但低于绿僵菌的影响程度;绿僵菌分别混合两种抑制剂后中肠的各种酶活性会与各种物质分别单独处理时中肠各种酶活性发生不同程度的改变。4.东亚飞蝗饲喂绿僵菌后中肠转录组分析采用新一代高通量测序技术对饲喂和没饲喂绿僵菌的东亚飞蝗3龄若虫中肠进行了测序分析,并筛选了差异表达基因,利用生物信息学工具对转录组测序得到的基因进行功能注释、分类以及参与的信号通路展示。对所有的基因进行差异表达分析发现:以P0.05为标准筛选得到了194个差异表达基因,其中上调表达基因有53个,下调表达基因有141个;下调表达基因GO富集分析发现:有17个GO term有富集现象,包括15个生物学过程和2个分子功能,上调表达基因GO富集分析发现,包括4个生物学过程、1个细胞组分和2个分子功能;KEGG代谢通路分析将中肠转录组77个差异表达基因匹配到20个通路上,其中4个通路得到了富集。本研究结果为从分子水平上开展应用绿僵菌防治东亚飞蝗的研究奠定了信息学基础。
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【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S476.12;S433.2

【参考文献】