摘要
灰飞虱Laodelphax striatellus （Fallén）是亚洲稻区的主要害虫之一，近几年在我国多个稻区均有为害，由其直接刺吸和传播病毒病造成的水稻减产损失极其严重。灰飞虱是一种刺吸式口器昆虫，在取食寄主植物的过程中会通过口器把多种唾液蛋白分泌到植株体内，进而调控植物的防御反应，然而到目前为止，关于灰飞虱唾液蛋白的研究仍然较少。在本研究中，我们分析了灰飞虱唾液蛋白组，成功地从其中鉴定出了一种唾液激发子二硫键异构酶（ disulfide isomerase， LsPDI1），这种唾液蛋白在灰飞虱诱导水稻防御反应的过程中起到了十分重要的作用。我们从以下几个方面对其进行了研究： （1）分子特征：利用RT-qPCR分析LsPDI1的时空表达差异性，结果显示唾液蛋白基因LsPDI1在灰飞虱取食的虫龄阶段高表达，且在唾液腺和中肠内高表达；通过聚乙二醇（PEG）介导的水稻原生质体转化，我们观察到唾液蛋白LsPDI1在水稻的细胞核和细胞质内全表达。 （2）功能研究：利用农杆菌介导的烟草瞬时表达系统将LsPDI1在烟草叶片内瞬时表达，结果发现LsPDI1会引起烟草叶片内的活性氧（ROS）爆发和植物细胞大面积死亡;同时利用 PEG 介导的水稻原生质体的转化发现瞬时表达LsPDI1同样也会造成水稻细胞的死亡。 （3）机制研究：通过苯胺蓝染色法，发现瞬时表达LsPDI1的烟草叶片内胼胝质沉积明显增多；LsPDI1显著提高了烟草和水稻体内茉莉酸（JA）信号通路的相关基因的表达水平；并且检测了瞬时表达LsPDI1的烟草叶片内JA与JA-Ile的含量显著提高，所以我们推测LsPDI1激活了JA介导的植物防御反应。 （ 4 ）同源性分析：我们将 LsPDI1 的氨基酸序列和其同源蛋白褐飞虱Nilaparvata lugens （ St?l ）唾液蛋白 NlPDI 以及白背飞虱 Sogatella furcifrea （Horváth）唾液蛋白SfPDI的氨基酸序列进行了比对，结果表明PDI蛋白在三种飞虱中高度保守；利用烟草叶片瞬时表达 NlPDI 和 SfPDI，我们发现它们同样会造成植物ROS爆发和细胞死亡。 本研究发现了一种新型的昆虫唾液激发子-唾液蛋白LsPDI1，LsPDI1能够诱导植物的活性氧爆发、细胞死亡以及JA信号通路等免疫反应。这项研究为解析植物-昆虫互作的分子机制提供了新颖的见解，也为灰飞虱的综合防治提供了新思路。
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