管氏肿腿蜂毒液丝氨酸蛋白酶同源物SgSPH对寄主血淋巴酚氧化酶活性的影响

李丽芳, 吴朝妍, 韩开健, 吴国星, 朱家颖,*

(1. 西南林业大学, 云南省森林灾害预警与控制重点实验室, 昆明 650224;2. 云南农业大学植物保护学院, 昆明 650201)

毒液作为寄生蜂的关键寄生因子之一，具有调控寄主生长发育、抑制寄主免疫反应、影响寄主营养代谢等生理功能，在寄生蜂与寄主互作中起重要作用(Kim-Joetal., 2019)。因寄生蜂毒液具有特殊的生理功能，可作为理想的资源用于发掘抗虫基因，用于新型杀虫制剂或转基因抗虫植物的研发(Beckage and Gelman, 2004; Danneelsetal., 2010)。而且，系统研究寄生蜂毒液蛋白功能，有助于深入揭示寄生蜂调控寄主的机制。虽然目前已就隶属茧蜂科(Brcaoindae)、姬蜂科(Ichneumonidae)、金小蜂科(Pteromalidae)等近10个科的20多种寄生蜂毒液组分进行鉴定，获得了丰富多样的上百种毒液蛋白，但是仅探明了钙网蛋白、丝氨酸蛋白酶抑制剂和RhoGAP等少数毒液蛋白的功能(Poiriéetal., 2014; Moreau and Asgari, 2015; Yanetal., 2017; Liuetal., 2018; Yangetal., 2019; Duetal., 2020)。

为了抵御寄生蜂的寄生，寄主昆虫会利用高效的免疫系统进行防御反应。血淋巴黑化作为寄主昆虫重要的体液免疫反应，可伴随黑色素的形成，产生多种对寄生蜂后代有毒的物质(Clark, 2020)。酚氧化酶(phenoloxidase, PO)是昆虫体内参与黑化反应的关键酶，通常以无活性的酚氧化酶原(prophenoloxidase, PPO)形式存在于昆虫的血淋巴中(Luetal., 2014)。当外源物入侵昆虫时，会触发虫体内以酶原形式存在的丝氨酸蛋白酶(serine protease, SP)被激活，形成具有酶活性的酚氧化酶原激活蛋白酶(prophenoloxidase activating proteinase, PAP)，进而切割PPO变为PO，迅速激活黑化反应(张明明等, 2012; Sugumaran and Barek, 2016; Veillardetal., 2016; Whitten and Coates, 2017)。SP酶活性的发挥是依靠其氨基酸序列内存在的由组氨酸(H)、天冬氨酸(D)和丝氨酸(S)组成的催化……