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昆虫抗菌肽(antimicrobial peptide,AMPs)是具有广谱杀菌作用的短肽。抗菌肽lebocin是属于富含脯氨酸的一类抗菌肽,其抗菌作用已在家蚕(Bombyx mori)得到证实,但它在昆虫变态发育中的功能并未被研究。为了研究农业重要害虫斜纹夜蛾(Spodoptera litura)变态发育中其中肠功能基因的变化,我们实验室构建了不同发育时期的cDNA文库,和建立了EST数据库,从EST数据中发现了两个lebocin的抗菌肽,是幼虫到蛹的变态过程中表达增加最大的一类基因。为了研究lebocin基因在斜纹夜蛾变态发育中的可能作用,我们克隆了斜纹夜蛾lebocin并进行表达分析和功能研究,结果表明: (1)克隆所得到的这两个lebocin基因与家蚕Bmlebocin具有共同的结构特点:氧糖基化的苏氨酸位点,和长链富含脯氨酸抗菌肽的特征序列“PFNP”。斜纹夜蛾lebocin1和lebocin2基因序列长分别为666bp和979bp,分别编码长35和32个氨基酸的成熟肽,和Bmlebocin一样是属于长链富含脯氨酸的抗菌肽。 (2)通过RT-PCR实验,我们发现lebocin从卵到成虫都有表达,但在预蛹期有非常显著的表达。检测各种抗菌肽在变态时期各组织的表达谱发现lebocin在幼虫期的中肠无表达,但在预蛹期有很高的表达,这种高表达延续到化蛹期,而在其它组织中的表达量较少。Attacin和gallerimycin具有类似的表达谱,但表达量很低,而moricin则相反,defensin和lysozyme表达量在变态前后各组织相对一致。并且lebocin在中肠中的表达量较其他抗菌肽高,这与本实验室EST数据相符,暗示了lebocin在这个时期可能具有某些重要功能。另外Realtime PCR结果显示斜纹夜蛾这两个lebocin有类似的表达谱。变态时期中肠内lebocin2的表达量是lebocin1的2倍左右,说明lebocin2可能在变态过程的中肠起主要作用。 (3)对6龄48h的幼虫进行蜕皮激素20E诱导实验,发现lebocin、attacin、gallerimycin和moricin的转录水平都有不同程度的增加,其中以lebocin的表达量最高;而lysozyme和defensin则不受20E的诱导。这表明斜纹夜蛾抗菌肽lebocin、attacin、gallerimyein及moricin在中肠的表达可能与变态发育有一定的关系,其中lebocin可能起主要作用。 (4)用两种革兰氏阳性菌:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),和两种阴性菌:大肠杆菌DH5α(Escherichia coli DH5α)、大肠杆菌K12D31(Escherichia coli K12D31)分别处理6龄幼虫,发现大部分抗菌肽可以同时受到两类细菌的诱导,包括lebocin、defemin、moricin和lysozyme4类,gallerimycin则主要被革兰氏阴性菌诱导,而attacin对两类细菌都不敏感。表明lebocin具有较广泛的抗菌谱,可能在斜纹夜蛾的变态时期起着重要的抗菌作用。 (5)免疫组化的结果显示lebocin主要定位在新形成的中肠组织上,在蜕皮激素作用下中肠在预蛹到化蛹的变态过程中发生重组,lebocin也在此时大量表达,由于此时中肠易受病原微生物感染,我们推测lebocin通过自身的抗菌作用并协同其他抗菌肽抵御病原微生物的侵染,从而协助中肠顺利重组。