单细胞转录基因分析揭示了葡萄糖酸硫酸酶表达的饮食依赖动态和Plutella xylostella中肠中的细胞起源

科学领域:

• 昆虫分子生物学 昆虫分子生物学
• 虫害与宿主之间的相互作用.
• 细胞分化的细胞分化.

背景情况:

• 钻石背 (Plutella xylostella) 是一个主要的害虫,与Brassicaceae和Fabaceae宿主.
• 葡萄糖酸盐 (GLs) 是关键的化学防御,使这些宿主区分开来.
• 之前的研究表明,高的中肠葡萄糖酸硫酸酶 (GSS) 表达反应GLs,但细胞起源是未知的.

研究的目的:

• 在钻石背中发现表达GSS的特定细胞类型.
• 研究不同的宿主植物 (卜与豆) 如何影响GSS表达和细胞分化.
• 为了绘制GSS表达细胞的分化轨迹.

主要方法:

• 单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 测定了28451个中肠细胞,这些细胞来自食卜或豆的幼虫.
• 基于基因的标记物聚类以识别细胞类型 (EC,EE,ISC).
• 定量逆转录PCR (qRT-PCR),西斑 (WB) 和免疫组织化学 (IHC) 用于验证基因和蛋白质的表达.

主要成果:

• 确定了16种不同的细胞类型,包括肠细胞 (EC),肠内分泌细胞 (EE) 和肠干细胞 (ISC).
• 在EC,EE和ISC中观察到GSS1-GSS3基因的宿主依赖差异表达.
• 在卜养的幼虫中发现了高GSS3蛋白水平;伪时间分析显示GSS遵循ISC差异化途径,受到饮食的影响.

结论:

• 这项研究提供了钻石背中肠的高分辨率细胞图谱.
• 来自宿主植物的饮食线索显著塑造了GSS生产细胞的表达和分化.
• 了解这些依赖于饮食的调节机制对于害虫管理策略至关重要.