2018年6月7日,浙江大学农业与生物技术学院陈学新教授团队在Nature Communications上发表“Parasitic insect-derived miRNAs modulate host development”的研究论文,揭示了寄生性昆虫控制害虫的新机制,为害虫控制新技术新方法的研发提供了新的理论依据。
利用天敌昆虫控制害虫危害是一种绿色、安全、有效的生物控制途径。寄生性昆虫,特别是寄生蜂,是一类寄生于其他昆虫及节肢动物的膜翅目昆虫,是一类农林害虫的重要天敌,在害虫可持续控制中有广泛应用。寄生性昆虫,与捕食性昆虫不同,通常不直接杀死猎物,而是通过调控寄主的生理和发育,保证其后代能正常存活而杀死寄主。前期的研究表明,寄生蜂拥有一些特有的携带因子,比如毒液(venom)、多DNA病毒(一类寄生蜂特有的共生病毒,即polydnavirus(PDV),其基因组嵌入到寄生蜂的基因组中)、畸形细胞(teratocyte,一种寄生蜂胚胎浆膜分离而来的特殊细胞,游离于寄主血腔内)等来调控害虫的生长发育、免疫功能、营养组成和代谢、生殖系统、内分泌系统等,以保证其后代在寄主体内或体上的生长发育。但到目前为止,其分子机制并不清楚。
陈学新教授团队经过多年的研究,发现寄生蜂携带因子能分泌或表达miRNA到寄主体内并能精确调控寄主的发育。他们基于对国际上重要蔬菜害虫—小菜蛾Plutella xylostella及其天敌昆虫—菜蛾盘绒茧蜂Cotesia vestalis的研究,发现菜蛾盘绒茧蜂的畸形细胞能产生大量特异的miRNA,进一步研究发现畸形细胞中高表达的miRNA能分泌到细胞外并被寄主小菜蛾的血细胞所吸收。畸形细胞所编码分泌的miRNA,在寄主昆虫中有同源的miRNA,但寄生后寄主血细胞中的miRNA上升主要来自畸形细胞所分泌的miRNA的进入,而少部分是寄主本身同源miRNA的上调。同时,对畸形细胞miRNA前体分析发现,其中20个miRNA集中分布于寄生蜂基因组中多DNA病毒(CvBV)前病毒区域,并能在进入寄主后产生特异性的miRNA,但与畸形细胞所编码分泌的miRNA不同,CvBV编码的miRNA在寄主体内没有同源miRNA,寄生后寄主血细胞中的miRNA因CvBV表达而成倍增加。随后,研究团队对这些miRNA进行靶基因预测,发现靶基因涉及免疫系统、神经系统、蛋白磷酸化、细胞凋亡等多个生理系统。研究团队选取了具有同一靶标基因的三个miRNA,通过功能实验验证(图1),发现畸形细胞源的miRNA和CvBV源的miRNA都能作用于寄主小菜蛾蜕皮激素受体(ecdysone receptor, ECR),下调寄主ECR的表达水平及蛋白水平,延迟小菜蛾的蜕皮和化蛹,这与寄主寄生后发育延缓的表型一致。至此,该研究首次发现了寄生蜂能够通过畸形细胞和PDV产生多种miRNA,并以不同的方式进入寄主体内,从而有效调控寄主的发育,这也是发现寄生性动物能通过分泌miRNA来跨物种调控寄主生长发育的首次报道。
论文第一作者为王知知助理研究员、叶熹骞博士研究生、时敏副教授、李飞教授和王泽华博士研究生,通讯作者为陈学新教授,其他合作作者包括华大基因方晓东博士、北京农林科学研究院魏书军研究员以及美国乔治亚大学Michael R. Strand教授。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目(31630060)、国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB127600)和创新群体项目(31321063)的支持。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-04504-1
图1. 寄生蜂miRNA调控寄主小菜蛾发育及化蛹
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
陈学新教授团队在《自然?通讯》发文揭示寄生性昆虫控制害虫的新机制
本站小编 Free考研考试/2021-04-05
相关话题/细胞 昆虫 基因 控制 病毒
科普,控制是认真的——浙大控制学院携手工业控制技术国家重点实验室举办科技展
“哇,黑白色飞机模型好像飞船啊!”“它在海上也能飞吗?在水上怎么起飞、降落呀?”“你说这个小球是医生?!那它怎么看病?”孩子们的惊叹、好奇、欢笑,此起彼伏。今天,这里不是浙大控制学院,这里是浙大“控制科技博物馆”。2018年5月26日,作为2018年全国科技活动周和2018“创响中国”浙大站活动之一 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05农学院博士生潘鹏路等在PNAS发文揭示昆虫完整的表皮蛋白质组及功能
2018年4月30日,《美国科学院院报》(PNAS)在线发表了题为“Acomprehensiveomicsanalysisandfunctionalsurveyofcuticularproteinsinthebrownplanthopper”的论文。该论文首次完整地报道了一种昆虫的表皮蛋白质组及功能 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05控制学院举行中国自动化集团捐赠暨产学研合作签约仪式
4月24日,浙江大学控制科学与工程学院举行“中国自动化集团向浙江大学控制学院捐赠暨产学研合作签约仪式”。捐赠仪式上,校长助理、校发展联络办主任胡炜代表学校和中国自动化集团总裁周政强在设备仪器捐赠协议上签字。院长邵之江和中国自动化集团北京康吉森自动化设备技术公司总经理季俊签署产学研合作协议。邵之江和周 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05郭国骥团队在基因组学权威期刊《Genome Biology》杂志发表文章
2018年4月5日,浙江大学基础医学院郭国骥团队在基因组学权威期刊《GenomeBiology》杂志发表题为“Mappinghumanpluripotentstemcelldifferentiationpathwaysusinghighthroughputsingle-cellRNA-sequenc ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05《科技金融时报》来访浙大控制学院,聚焦“绝影”
浙大四足机器人有望成为日常生产生活得力助手抗震救灾,“绝影”替你搜寻生命迹象前不久,一段视频刷爆了朋友圈,视频中一个四足机器人在室内通过了堆满障碍物的地面;在室外的积雪路面上迈着小碎步,虽然速度不快但依旧走得非常平稳;就算被踢上一脚,也能迅速恢复稳定;侧翻倒地后可以收起小细腿找平衡,然后重新站起。这 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05浙大基础医学院康利军研究组Neuron揭示致聋基因新机制
跨膜离子通道样蛋白TMC1的突变,会导致听觉、前庭缺陷和人类家族遗传性耳聋,但其功能和分子机制存在很大争议。1月25日,浙江大学康利军研究组在Neuron杂志上发表了题为“TMCproteinsmodulateegg-layingandmembraneexcitabilitythroughaback ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05农学院与巴基斯坦国家生物技术与基因工程研究所签署合作协议
2018年10月5日至8日,巴基斯坦科学院院士、国家生物技术与基因工程研究所所长ShahidMansoor访问浙江大学农学院。8日上午,农学院院长陈学新与ShahidMansoor就进一步推进合作交换意见并签署了共建联合实验室的合作备忘录,双方将在农学及生物技术相关研究方面开展进一步合作。浙江大学学 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05芬兰奥卢大学代表团访问控制学院
2018年5月10日上午,芬兰奥卢大学信息技术与电气工程学院院长JukkaRiekki、高级研究员SusannaM.Pirttikangas、JiehanZhou和继续教育学院主管EvaM.Raudasoja一行4人来访浙江大学控制科学与工程学院。交流会上午9点在玉泉校区工控老楼414举行。会议由控 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05日本北海道大学Yukinori Kobayashi教授一行来访浙大控制学院
2018年3月27日,2018“浙江大学-北海道大学交流日”在浙江大学举行。上午9点,北海道大学来访团成员YukinoriKobayashi教授、TakanoriEmaru副教授、AnkitRavankar助理教授、SuWang博士和EduardoNarvaez博士一行五人来访浙江大学控制科学与工程 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05英国工程技术学会IET主席Nick Winser一行访问我校,做客控制学院科技创新论坛
10月20日下午,英国工程技术学会IET主席NickWinser先生一行来访浙江大学,IET国际运营总监IanMercer先生、IET中国区经理杜伟先生、IET中国区会员经理张婉女士随行。浙江大学宋永华常务副校长在玉泉校区教九101会见来宾,外事处徐莹副处长、控制科学与工程学院李光副院长和王酉副教授 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05