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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的伴胞晶体蛋白具有很好的杀虫效果,并且作为生物农药得到了广泛的应用。目前报道的对线虫具有活性的Bt晶体蛋白有很多,最典型的有Cry5B和Cry6A两大类。Cry6A是一种结构非常独特的杀虫伴胞晶体蛋白,它与Cry5B及其他的伴胞晶体蛋白在结构上有很大的差异,亲缘关系较远。并且Cry6A没有Cry5亚家族中的三个保守结构域。已有研究初步证明Cry5B与Cry6A具有不同的杀虫机制。因此,Cry6A在解决昆虫对晶体蛋白的抗性问题方面具有很大的优势,是一种非常具有应用前景的杀虫晶体蛋白。本研究以模式生物秀丽小杆线虫(Caenorhabditis elegans)为材料,探索线虫通过信号转导途径对Cry6A晶体蛋白毒素的防御反应。秀丽小杆线虫体内存在3个p38 MAPK异构体PMK-1、PMK-2、PMK-3,pmk-1、pmk-2、pmk-3、这三个基因位于线虫IV号染色体上,组成一个操纵子,共用一个启动子。并且PMK-1和PMK-2氨基酸序列的同源性高达62%。在秀丽小杆线虫肠细胞中PMK-1调控先天免疫,能被TIR-1-NSY-1-SEK-1信号通路所激活,而PMK-2由于受miR-58家族的干扰,在肠细胞中的表达被高度抑制,主要在神经系统中表达。尽管PMK-1、PMK-2具有高度的同源性,但两者可能是功能截然不同的蛋白。我们的前期通过蛋白质组学分析发现,Cry6A毒素蛋白能够使秀丽小杆线虫体内的PMK-2蛋白表达水平显著上调,因此我们推测PMK-2可能参与了秀丽小杆线虫对Cry6A晶体蛋白的防御反应。PMK-1能被上游激酶NSY-1(一种MAPKKK)和SEK-1(一种MAPKK)所激活,而pmk-1和pmk-2位于同一个操纵子上,因此我们推测PMK-2也能被NSY-1和SEK-1所激活。我们的实验表明:1、Cry6A晶体蛋白毒素作用秀丽小杆线虫能显著提高pmk-2基因转录水平;2、通过RNAi技术沉默秀丽小杆线虫pmk-2基因,线虫对Cry6A晶体蛋白毒素敏感性显著增强;3、通过western blot实验检测证明Cry6A晶体蛋白毒素能诱导线虫体内PMK-1和PMK-2发生磷酸化,从而激活PMK信号途径。4、检测PMK上游两个激酶NSY-1和SEK-1突变体对Cry6A毒素敏感性发现,相对于野生型线虫突变体对Cry6A的敏感性显著增强,且Cry6A毒素不能诱导两个突变体中PMK-2发生磷酸化。此结果表明,PMK-2与PMK-1一样,是通过上游NSY-1和SEK-1发生磷酸化级联反应激活的。本研究结果充分证明PMK-2介导了秀丽小杆线虫对Cry6A晶体蛋白毒素抗性。