Bx-HSF1在松材线虫DL3形成中的转录调控机理研究

Bursaphelenchus xylophilus, the causative agent of pine wilt disease, survived under the stress by the means of forming dauer larva (DL3), and spread by forming dispersal larva (DL4). The DL4 is molted from DL3. So, the population of DL4 will be reduced, if the DL3 population was reduced. The genes which invovled in the DL3 formation pathway is a potential targets for nematode control. The hsf-1 regulate 4 main signal pathways related to the DL3 forming. Based on our studies about the Bx-HSF1, which is relate to the DL3 forming, the molecular mechanism of Bx-HSF1 regulated signal pathway in B. xylophilus dauer larva forming will be studied. This study will be focused on the transcriptional regulation and activation, the recognition of target sequences, and the down-stream target genes. The methods of EMSA, ChIP-Seq, two-hybrid screening, Q-PCR, RNAi, and insitu-hybridization will be used to uncover the detail function of Bx-HSF1 and its targets. These results may be contributed in revealing the molecular mechanism of Bx-HSF1 regulated signal pathway in B. xylophilus dauer larva forming and provide new perspectives for the pine wood nematode control.

松材线虫通过形成抗逆态幼虫（DL3）适应不良环境，以扩散期幼虫（DL4）随松墨天牛迁飞形成新的侵染源。DL3是形成DL4的唯一虫态，阻遏DL3形成可降低DL4虫口，减少初侵染源，因此DL3形成调控路径中的基因可作为潜在的防治靶标。热激转录因子（hsf-1）直接调控DL3形成的多个基因路径。本项目在鉴定到松材线虫Bx-HSF1参与调控DL3形成的基础上拟研究：Bx-HSF1的转录调控及转录激活能力，所识别的顺式作用元件，下游调控基因及信号通路。应用ChIP-Seq技术筛选Bx-HSF1的靶基因，EMSA明确其识别顺式作用元件，酵母双杂交验证Bx-HSF1的转录激活活性，Q-PCR验证靶基因表达特性，原位杂交进行靶基因组织定位，RNAi验证Bx-HSF1及其靶基因的功能以及BX-HSF1在DL3形成路径中的调控作用，系统揭示Bx-HSF1在DL3形成中的转录调控机理，为松材线虫防治提供新视角。

松材线虫通过形成抗逆态幼虫（DL3/LIII）以适应不良环境，以扩散期幼虫（DL4/LIV）随松墨天牛迁飞形成侵染源。DL3是形成DL4的唯一虫态，干扰DL3形成则降低DL4虫口，减少侵染源。热激转录因子（hsf-1），直接调控DL3形成的多个基因路径。本项目在鉴定到Bx-HSF1参与调控DL3形成的基础上，对Bx-HSF-1在DL3形成过程中的转录调控机理进行三个层次的研究，即：Bx-HSF1的转录调控及转录激活能力，识别的顺式作用元件及其所调控的靶基因，下游调控机制及信号通路。. 本项目按计划执行，按期完成计划所列抗逆态幼虫培养条件优化及抗逆态幼虫培养、Bx-HSF-1基因的克隆及表达分析、Bx-HSF-1转录激活活性验证、松材线虫Bx-HSF1的DNA结合功能验证、松材线虫BX-HSF-1靶基因及抗逆路径相关基因表达量分析、BX-HSF1靶基因与DL3形成相关性验证、BX-HSF1 RNAi处理线虫转录未激活基因鉴定、BX-HSF-1 RNAi处理线虫转录未激活基因表达量鉴定、BX-HSF-1相关基因Bx-DAF6沉默与DL3形成相关性验证、BX-HSF1相关基因松材线虫Bx-Daf-22基因鉴定及表达、松材线虫DL3与L3虫龄Bx-hsf-1路径基因表达差异、低温调控BX-HSF1相关基因Bx-scd促进松材线虫脂肪积累、BX-HSF1相关基因Bx-tax-2和Bx-tax-4基因克隆鉴定、BX-HSF-1相关cGMP路径基因延长松材线虫低温条件下存活率、BX-HSF1相关基因Bx-ubc-3克隆、BX-HSF-1相关sHSPs家族基因克隆及功能鉴定、Bx-HSF-1原位杂交、DL3形成基因表达谱及与BX-HSF-1相关性分析和BX-HSF1在抗逆态幼虫形成调控路径中的转录调控机理及功能分析等研究内容。. Bx-HSF-1靶基因与cGMP路径、TGFβ-like路径和Insulin/IGF路径基因存在密切联系。由于cGMP路径、TGFβ-like路径和Insulin/IGF路径均与线虫抗逆态幼虫形成相关，表明Bx-HSF-1与松材线虫DL3形成代谢路径调控相关。因此Bx-HSF-1是潜在的生物防治靶标基因，深入研究Bx-HSF-1的基因功能不但对揭示松材线虫抗逆态幼虫形成的分子机理具有重要的理论意义，还具有潜在的防治应用价值。