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小菜蛾Toll-6基因的克隆及功能分析

作  者:
张姗姗;贾元虹;李金洋;林俊涵;尤民生;夏晓峰
单  位:
福建农林大学应用生态研究所闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室
关键词:
小菜蛾;Toll受体;先天免疫;模式识别受体;基因表达;病原菌侵染;

摘  要:
为探究Toll-6基因在小菜蛾Plutella xylostella先天免疫中的功能,对克隆鉴定的Toll-6基因序列进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR检测Toll-6基因的时空表达模式及微生物侵染响应模式,体外验证其在微生物结合、病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)结合和细菌凝集等方面的功能。结果表明:Toll-6基因全长2 313 bp,编码770个氨基酸,预测Toll-6蛋白具有富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeats,LRR)胞外区、跨膜区和Toll/白介素-1受体同源(Toll/interleukin-1 receptor homologous,TIR)胞内等典型Toll受体家族特征;Toll-6基因在不同发育阶段及不同组织中均有表达,其中成虫期表达量最高,4龄幼虫期次之,在4龄幼虫中肠表达量最高;此外,苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis菌株Bt8010侵染小菜蛾4龄幼虫6 h后,Toll-6基因表达被显著抑制,而黏质沙雷氏菌Serratia marcescens菌株SmPXG6侵染小菜蛾4龄幼虫12 h时,Toll-6基因表达被显著上调,18 h后Toll-6基因表达被显著抑制;蛋白体外功能验证表明Toll-6蛋白不仅与细菌和真菌有直接结合能力,还能与肽聚糖和脂多糖结合,但不具备细菌凝集功能。表明Toll-6蛋白可能作为模式识别受体直接识别并结合入侵病原微生物表面的PAMP,启动小菜蛾对入侵病原微生物的先天免疫防御,且对不同微生物可能具有不同的响应机制。

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