莱氏野村菌抑制宿主昆虫免疫反应分子机理的研究

The toxic components such as secondary metabolites and proteins secreted by the entomopathogenic fungi have been demonstrated to cause immunosuppressive effects on the immune responses of the host insects. However, up to date, the detailed mechanism by which the toxic components suppress the immune responses is unknown. Our previous studies have revealed that the entomopathogenic fungus Nomuraea rileyi may suppress the humoral and cellular immune responses of its host Helicoverpa armigera via secreting immunosuppressive proteins into the hemolymph of H. armigera. In this project, we will identify some candidate immunosuppressive proteins from N. rileyi by proteomic technology. Then, injecting recombinant protein, gene deleting and over-expressing methods will be used to verify which proteins really possess immunosuppressive ability. Moreover, we will use several methods including pull-down, Co-Immunoprecipitation, and immunocytochemistry to investigate how these proteins suppress the host’s immune responses. These studies will reveal the molecular mechanisms by which N. rileyi suppress the immune responses of its host H. armigera. Our study will also contribute novel insights into the mechanisms of the pathogenicity of the entomopathogenic fungi. Moreover, our studies will find some target genes for the genetic engineering the entomopathogenic fungi in the future.

昆虫病原真菌感染进入宿主昆虫血腔后，通过分泌蛋白质或次生代谢物来抑制昆虫的免疫防卫反应。但目前关于这些活性成分抑制昆虫免疫反应的具体机理还不是很清楚。我们的前期工作表明莱氏野村菌感染后能抑制宿主棉铃虫的体液和细胞免疫反应，并且这种抑制作用可能主要是通过其分泌的蛋白质来执行的。在本项目中我们将利用蛋白质组学的方法鉴定这些潜在的具有免疫抑制活性的蛋白质；然后通过注射真核表达的蛋白及基因敲除和过表达技术来确认这些蛋白质是否能够抑制宿主昆虫的免疫反应及抑制何种免疫反应；最后通过pull-down、免疫共沉淀、免疫组化、蛋白活性分析等手段揭示这些免疫抑制活性蛋白质抑制棉铃虫免疫反应的具体方式。研究结果将阐明莱氏野村菌抑制宿主昆虫免疫反应的分子机理，增加我们对昆虫病原真菌致病机制的理解，并为将来通过遗传改良等方式提高莱氏野村菌的毒力提供一些潜在的靶标位点。

昆虫病原真菌感染进入宿主昆虫血腔后，通过分泌蛋白质或次生代谢物来抑制昆虫的免疫防卫反应。但目前关于这些活性成分抑制昆虫免疫反应的具体机理还不是很清楚。在本项目的资助下，我们利用蛋白质组学方法鉴定到50个莱氏绿僵菌虫菌体分泌到宿主昆虫血淋巴中的蛋白（即潜在的免疫抑制蛋白）。通过生物信息学分析、基因敲除、蛋白功能体外分析等方法，我们对其中3个蛋白的功能进行了深入地研究。研究结果显示：c14115基因与莱氏绿僵菌对宿主昆虫的酚氧化酶原激活反应的抑制作用有关，莱氏绿僵菌感染宿主昆虫后，可能通过虫菌体分泌c14115蛋白到宿主昆虫血淋巴中来抑制宿主昆虫的酚氧化酶原激活反应；OAA36685是一种免疫抑制蛋白，而且它既能抑制宿主的酚氧化酶原激活反应，又能抑制宿主的细胞免疫反应，并且它是通过抑制血细胞的延展能力来抑制细胞免疫反应的；c19115基因与莱氏绿僵菌对宿主昆虫的酚氧化酶原激活反应的抑制作用有关，莱氏绿僵菌感染宿主昆虫后，可能通过虫菌体分泌c19115蛋白到宿主昆虫血淋巴中来抑制宿主昆虫的酚氧化酶原激活反应，并且c19115蛋白可能是通过作为酚氧化酶原激活通路中的一种抑制因子来起作用的。上述研究结果揭示了莱氏绿僵菌通过分泌免疫抑制蛋白到宿主血淋巴中抑制宿主昆虫免疫反应的分子机理。这一研究成果将加深我们对于昆虫病原真菌致病机制的理解，并为将来通过基因工程技术开发高毒力的莱氏绿僵菌菌株提供了潜在的靶标位点，因而在害虫生物防治方面也具有一定的应用前景。本项目按期结题，完成了预定的研究目标，取得了预期的研究成果。