【摘 要】
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苏云金芽胞杆菌(Bt)是世界上应用最广泛的微生物农药,其主效杀虫活性物质是其芽胞期产生的杀虫晶体蛋白(Cry),随着Bt 微生物农药使用量不断增长,农业害虫对Bt 抗性问题也逐渐显现,农业害虫感知Bt 并激发防御反应的机制尚不清楚.针对此问题,我们以杀线虫晶体蛋白Cry5Ba 和秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为模型,研究发现野生型线虫N2 喂食Cry5Ba 后,荧光
【机 构】
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华中农业大学,农业微生物学国家重点实验室,湖北武汉430070
【出 处】
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第六届全国农业微生物研究及产业化研讨会、第十五届全国杀虫微生物学术研讨会、第十一届全国虫生真菌学术研讨会
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苏云金芽胞杆菌(Bt)是世界上应用最广泛的微生物农药,其主效杀虫活性物质是其芽胞期产生的杀虫晶体蛋白(Cry),随着Bt 微生物农药使用量不断增长,农业害虫对Bt 抗性问题也逐渐显现,农业害虫感知Bt 并激发防御反应的机制尚不清楚.针对此问题,我们以杀线虫晶体蛋白Cry5Ba 和秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为模型,研究发现野生型线虫N2 喂食Cry5Ba 后,荧光显微镜也观察到线虫体内线粒体损伤,线虫能量代谢失衡,体内AMP/ATP比例明显升高.转录组分析发现能量代谢平衡器——腺苷酸(AMP)活化蛋白激酶(AMPK)核心亚基α2 的转录水平上调,通过WesternBlot 实验证实了AMPKα2 亚基蛋白的第172 位苏氨酸(Thr-172)被磷酸化,从而证明Cry5Ba可以激活线虫体内AMPK.研究还发现AMPKα2 亚基突变体aak-2(ok250)对Cry5Ba 更加敏感；当AMPK 处于激活状态时,线虫对Cry5Ba 产生抗性；表明AMPK 参与线虫抵御Cry5Ba 防御反应.利用带绿色荧光蛋白的转基因线虫发现AMPK 可以通过调控天然防御转录因子Daf-16,自噬(Autophagy)来抵御Cry5Ba毒素；QRT-PCR 证实AMPK 参与调控p38 MAPK 信号通路,c-jun MAPK 信号通路,错误折叠蛋白质反应(UPR)等多条抵御Cry5Ba 毒素的防御反应.以上研究结果表明线虫AMPK 可以感知Cry5Ba 引发的宿主体内能量失衡,从而激发针对Cry5Ba 毒素的防御反应,为避免农业害虫针对Bt 抗性问题提供了理论依据.
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