近日,林草学院、水土保持学院森林保护系汤方教授课题组,针对林业多食性害虫黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)microRNA(miRNA)通路核心基因的功能和miRNA进行研究,发现miRNA在黑翅土白蚁对粘质沙雷氏菌的防御中起关键作用。研究成果以“Importance of core microRNA pathway genes and microRNAs associated with the defense of Odontotermes formosanus (Shiraki) against Serratia marcescens infection”为题发表在一区TOP期刊《Pesticide Biochemistry and Physiology》(IF = 4.7)上。博士生王志强为第一作者,汤方教授为通讯作者。本研究得到了江苏省水利科技项目(2023058)、江苏省高等学校自然科学研究重大项目(20KJA220003)、江苏省高校优势学科建设项目(PAPD)和江苏省研究生科研创新项目(KYCX21_0924)的资助。图1. 沉默miRNA通路核心基因后对SM1毒力的影响
MicroRNA(miRNA)是参与多种生物过程的非编码小RNA,粘质沙雷氏菌SM1作为一种很有潜力的生防菌,对黑翅土白蚁有较高毒力。然而,关于miRNA通路和miRNA在黑翅土白蚁防御SM1中的作用知之甚少。在本研究中,三个microRNA通路核心基因(OfAgo1、OfDicer1和OfDrosha)在黑翅土白蚁不同品级和组织中的表达存在差异,且SM1菌株的侵染影响了这些基因的表达。同时,核心基因的沉默增强了SM1菌株对黑翅土白蚁的毒力,表明miRNA在黑翅土白蚁抵御SM1的防御中起着关键作用。在此基础上,对SM1感染和未感染的黑翅土白蚁的miRNA进行了测序并构建了miRNA-mRNA网络,进一步证实了miRNA在黑翅土白蚁防御SM1中的重要作用。本研究明确了黑翅土白蚁miRNA通路核心基因可以通过调节miRNA的表达来防御SM1侵染,从深层次阐明了黑翅土白蚁与粘质沙雷氏菌的互作关系,为白蚁新型免疫抑制剂的研发提供了理论依据。
图2. 感染SM1后黑翅土白蚁的miRNA-mRNA互作网络