通过PxJHE重塑新陈代谢网络,调节了一种 kosmopolitan 昆虫的温度适应
Gaoke Lei1, Huiling Zhou1, Guangyu Yu1
1State Key Laboratory of Agriculture and Forestry Biosecurity, Institute of Applied Ecology, Fujian Agriculture and Forestry University, Institute of Plant Protection, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, 35002, China; International Joint Research Laboratory of Ecological Pest Control, Ministry of Education, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, 350002, China; Ministerial and Provincial Joint Innovation Centre for Safety Production of Cross-Strait Crops, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, 350002, China; Key Laboratory of Green Control of Insect Pests of Fujian Province, Fuzhou, 350002, China.
青年激素雌激酶基因 (PxJHE) 是钻石背适应温度的关键. 它的破坏会通过改变新陈代谢和抗氧化剂防御来损害害害虫对极端温度的耐受性.
科学领域:
- 昆虫学 昆虫学是一门学科.
- 气候变化生物学 气候变化生物学
- 分子生态学分子生态学
背景情况:
- 了解昆虫害虫适应温度对于预测气候变化影响至关重要.
- 钻石背 (Plutella xylostella) 是一个重要的农业害虫,分布在全球.
研究的目的:
- 调查青春激素雌激酶基因 (PxJHE) 在Plutella xylostella温度适应中的作用.
- 阐明PxJHE影响害虫对热应激反应的分子机制.
主要方法:
- 在不同温度进化菌株中对PxJHE的时空基因表达分析.
- 在CRISPR/Cas9基因编辑中创建PxJHE淘汰菌株 (JHE-MU).
- 对青春激素 (JH) 标位,脂质和糖含量以及抗氧化酶活性 (SOD,CAT) 的生物化学测定;代谢酶的代谢概况和基因表达分析.
主要成果:
- 与祖先菌株 (AS) 相比,热进化 (HS) 和冷进化 (CS) 菌株的PxJHE转录水平降低了.
- PxJHE淘汰导致JH标位升高,极端温度耐受性降低,以及改变生命史特征.
- 缺少PxJHE导致脂质和糖的积累,抗氧化酶活性的降低,以及代谢的重新连接,包括PxPFK和PxHSL的下调.
结论:
- 在Plutella xylostella中,PxJHE在调节温度适应方面发挥着至关重要的作用.
- 这种适应涉及一个多层次的调节机制,整合了青春期激素信号传递,代谢可塑性和抗氧化剂防御.
- 该研究强调了害虫适应气候的遗传基础,将荷尔蒙调节,新陈代谢和氧化应激管理联系起来.
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