豇豆重组防御蛋白酶抑制剂VuCPI649与VuSPI680对非宿主害虫的生物活性研究

　　本研究揭示了豇豆（Vigna unguiculata）响应螨虫取食的分子防御机制，通过转录组分析筛选出丝氨酸蛋白酶抑制剂（Serine Protease Inhibitor, SPI）和半胱氨酸蛋白酶抑制剂（Cysteine Protease Inhibitor, CPI），并证实重组蛋白VuSPI680和VuCPI649可显著抑制二斑叶螨（Tetranychus urticae）卵孵化，VuCPI649对番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）幼虫具杀虫活性，为开发新型生物农药提供重要靶点。

　　

Highlight

Insect rearing

二斑叶螨（Tetranychus urticae）采集自重庆北碚田间豇豆叶片，实验室条件下以珍珠岩栽培的豇豆饲喂，所有虫态均置于26°C、70%相对湿度、光周期14小时（光照）:10小时（黑暗）的温控室中培养。

番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）由贵阳学院生物与环境工程学院提供，该种群最初采集自云南玉溪市的番茄（Solanum lycopersicum）植株。

Molecular response of Vigna unguiculatato mite feeding and mechanical damage

为阐明豇豆的自然防御机制，本研究通过转录组分析揭示了害虫螨取食（F组）和机械损伤（M组）处理下豇豆的差异表达基因（DEGs）。转录组测序共检测到33,859个基因，其中M组样本相比对照组鉴定出5852个DEGs（2883个上调、2969个下调），F组鉴定出6217个DEGs（3051个上调、3166个下调）。

Discussion

植物防御响应涉及多种信号通路，包括茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）、乙烯和MAPK信号通路等。MAPK信号通路主要由MAPKKK、MAPKK和MAPK三级蛋白激酶通过逐级磷酸化传递外界胁迫信号，从而激活下游防御相关基因的转录。植物通过该通路响应高温、盐胁迫、干旱等非生物胁迫，以及病原菌感染、害虫取食等生物胁迫（如螨虫侵害）。

Conclusion

本研究从豇豆防御系统中鉴定出丝氨酸蛋白酶抑制剂VuSPI680和半胱氨酸蛋白酶抑制剂VuCPI649，其重组蛋白可抑制二斑叶螨卵的孵化，且VuCPI649对番茄潜叶蛾幼虫具有杀虫活性。