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免疫系统是生物体面对病原生物侵害时的防御体系,昆虫所具有的先天性免疫系统(innate immunity system)简单且高效。小菜蛾Plutella xylostella是农业上危害严重且难以防治的重要害虫,它分布广,抗药性强,并且已经对生物农药苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)产生了抗性;小菜蛾难以防治的原因与其免疫系统有着密切的关系,肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition protein,PGRP)作为一种高度保守的病原菌识别蛋白,在小菜蛾的免疫系统中有着重要的作用。本实验以小菜蛾为研究对象,克隆鉴定出2个短型肽聚糖识别蛋白的完整开放阅读框,并阐明了 2个PGRP基因在小菜蛾先天性免疫中的表达模式和蛋白功能,主要的研究结果如下:1.根据小菜蛾基因组信息,采用RACE技术克隆获得了小菜蛾PGRP-S1和PGRP-S2等两个短型肽聚糖识别蛋白的cDNA完整序列。结构域分析发现它们编码的蛋白序列中都含有一个信号肽(signal peptide)、一个PGRP结构域和一个Amidase结构域。上述结构域的存在暗示这两个蛋白可能具有识别和杀死细菌肽聚糖的功能,从而在小菜蛾的免疫应答反应中扮演重要角色。2.利用实时荧光定量PCR技术检测比较PGRP-S1和PGRP-S2基因在小菜蛾的头部、表皮、中肠、血淋巴和脂肪体等不同组织中的表达量,表明PGRP-S1在中肠中的表达量最高,PGRP-S2在表皮中表达量最高。同时,注射大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均可诱导PGRP-S1表达,且趋势相同,其表达量在注射后3 h和6 h处大约是对照的2倍。而仅有金黄色葡萄球菌可诱导PGRP-S2上调。凝集实验结果显示,PGRP-S1蛋白特异地对金黄色葡萄球菌有凝集效应,PGRP-S2蛋白对两种细菌都有凝集效应出现。3.抑菌实验结果显示:与对照相比经过PGRP-S1蛋白处理的对Staphylococcus aureus和Escherichia coli的存活率分别是1%和32%;PGRP-S2对E.coli的抑制率为29%,对S.aureus没有抑菌活性。综上所述,PGRP-S1能够响应S.aureus和E.coli的感染,并对两种细菌都有一定的抑制作用;PGRP-S2能够响应S.aureus的感染,并且可以凝集两类细菌,并专一杀死E.coli。表明二者在先天性免疫系统中有着不同的功能。