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　　近日，西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在《害蟲管理科學(xué)》上發(fā)表相關(guān)研究，揭示了家蠶對(duì)桑樹蛋白酶抑制子的適應(yīng)策略。

　　植物蛋白酶抑制子(PI)是植物防御植食性昆蟲的主要手段之一，能夠直接作用于取食昆蟲的消化酶，抑制或延滯植食性昆蟲的食物消化和營養(yǎng)吸收過程，達(dá)到抗蟲的目的。然而經(jīng)過長期的進(jìn)化，植食性昆蟲已發(fā)展出了應(yīng)對(duì)植物PI的策略。在過去的三十余年中，研究人員解析了兩種植食性昆蟲防御植物PI的機(jī)制：一是昆蟲合成對(duì)植物PI不敏感的新的消化蛋白酶以規(guī)避攝入的植物PI；二是利用新的蛋白酶或多個(gè)蛋白酶的組合以降解植物PI。

　　歷經(jīng)長期的協(xié)同進(jìn)化，家蠶對(duì)桑樹的適應(yīng)已毋庸置疑，然而關(guān)于其如何適應(yīng)以及內(nèi)在的分子機(jī)理，仍所知有限。該研究發(fā)現(xiàn)，家蠶能夠利用因催化三聯(lián)體缺失導(dǎo)致失活的蛋白酶封阻桑樹蛋白酶抑制子，輔助具活性的消化酶完成對(duì)食物的消化。

　　桑樹Kunitz類型的蛋白酶抑制子MnKTI-1能夠迅速而強(qiáng)烈地響應(yīng)食桑昆蟲家蠶、桑螟、桑尺蠖和葉甲的取食。不僅如此，MnKTI-1能夠抵御家蠶的消化酶的攻擊，并在家蠶的腸腔中穩(wěn)定存在。該研究采用體內(nèi)和體外方法證明桑樹Kunitz蛋白酶抑制子MnKTI-1能夠與家蠶消化酶結(jié)合，并對(duì)消化液中的家蠶α-淀粉酶BmAmy和絲氨酸蛋白酶BmSP2956具有雙重抑制活性。令人意外的是，因催化三聯(lián)體缺失而失活的絲氨酸蛋白酶BmSP15920能夠逆轉(zhuǎn)桑樹MnKTI-1對(duì)家蠶淀粉酶BmAmy的抑制作用。據(jù)此，該研究揭示了一種新的植食性昆蟲應(yīng)對(duì)植物PI的策略：昆蟲利用因活性位點(diǎn)突變而失去酶活性的蛋白酶封阻植物中的蛋白酶抑制子。此外，在家蠶消化道中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)類似BmSP15920的蛋白酶，這提示該作用模式可能是家蠶適應(yīng)桑樹蛋白酶抑制子的重要策略。

　　據(jù)悉，西南大學(xué)副教授梁九波為論文的第一作者，西南大學(xué)博士研究生盧湖林、碩士研究生郝海葉為論文共同第一作者，西南大學(xué)教授何寧佳為論文通訊作者。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/ps.7994