BmNPV对家蚕海藻糖酶活性及其基因表达的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.09.019

摘要/Abstract

摘要： 为了明确家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclear polyhedrovirus，BmNPV）对家蚕不同组织海藻糖酶活性及其基因BmTre 表达水平的影响，以五龄起蚕为试验材料，经口喂食BmNPV，分析血淋巴、脂肪体和中肠BmTre 基因及海藻糖酶活性的变化情况。结果显示，家蚕血淋巴、脂肪体和中肠BmTre 均在感染BmNPV 前期或中期开始上调表达，感染后期呈下调表达趋势。血淋巴海藻糖酶活性在感染BmNPV后6 h开始显著高于对照组，9 h达到最高值，为对照组的2.2倍；在24 h酶活性开始降低，48 h酶活性极显著低于对照组。中肠海藻糖酶活性从3 h开始显著增加，在6 h和9 h持续升高；在12 h酶活性开始降低，24 h和48 h海藻糖酶活性均极显著低于对照组。脂肪体海藻糖酶活性在9 h开始增加，12 h和24 h均持续高于对照组，在48 h酶活性降低至对照组的21%，差异达到极显著水平。综合分析可知，经口喂食BmNPV后，家蚕BmTre 基因的表达水平与海藻糖酶活性变化趋势一致，提示海藻糖酶可能作为一类免疫效应因子参与家蚕抵御病毒的侵染过程。

关键词: 家蚕, 家蚕核型多角体病毒, 组织, 海藻糖酶, 酶活性, 基因表达

Abstract: In order to clarify the effect of Bombyx mori nuclear polyhedrovirus（BmNPV）on the trehalase activity and the BmTre expression in different tissues of silkworm，with the fifth instar silkworm as test materials，the BmTre expression and trehalose activity were analyzed in hemolymph，fat body and midgut after oral infection with BmNPV.The results showed that the expression of BmTre in the hemolymph，fat body and midgut of silkworm began to be up⁃regulated in the early⁃ or mid⁃stage and showed a downward⁃regulated expression trend in the later stage after infection with BmNPV.The trehalase activity was significantly higher than that of the control group at 6 h in hemolymph after BmNPV infection and reached the highest value at 9 h，which was 2.2 times that of the control group. However，the enzyme activity began to decrease at 24 h and was significantly lower than the control group at 48 h.In midgut，the activity of trehalase，which was increased significantly from 3 h and continued to increaseat 6 h and 9 h，began to decrease at 12 h.The trehalase activity was significantly lower than that of the control group at 24 h and 48 h after infection with BmNPV. The trehalase activity in fat body began to increase at 9 h and was consistently higher than the control group at 12 h and 24 h.However，the enzyme activity decreased to 21% of that of the control group at 48 h and the difference reached an extremely significant level.In conclusion，the BmTre expression level is consistent with the change of trehalase activity in silkworm after oral infection with BmNPV，which suggests that the trehalase may be participated in the process of silkworm resisting virus infection as a kind of immune effector.

Key words: Bombyx mori, Bombyx mori nuclear polyhedrovirus, Tissue, Trehalase, Enzymatic activity, Gene expression

中图分类号:

S881.2

唐芬芬, 杨伟克, 谢昆, 袁盛勇, 沈登荣, 何超, 张睿, 刘娜. BmNPV对家蚕海藻糖酶活性及其基因表达的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(9): 157-162.

TANG Fenfen, YANG Weike, XIE Kun, YUAN Shengyong, SHEN Dengrong, HE Chao, ZHANG Rui, LIU Na. Effect of BmNPV on the Activity of Trehalase and Its Gene Expression of Bombyx mori[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2021, 50(9): 157-162.

图/表 5

参考文献

［1］TATUN N，SINGTRIPOP T，TUNGJITAYAKUL J，et al.Regulation of soluble and membrane⁃bound trehalase
activity and expression of the enzyme in the larval midgut of the bamboo borer Omphisa fuscidentalis［J］.Insect Biochemistry and Molecular Biology，2008，38（8）：788⁃795.
［2］张露，朱世城，郑好，等.褐飞虱海藻糖酶基因在表皮几丁质代谢中的调控作用［J］.中国农业科学，2017，50（6）：1047⁃1056.
ZHANG L，ZHU S C，ZHENG H，et al.Regulatory function of trehalase genes on chitin metabolism in the cuticle of Nilaparvata lugens［J］.Scientia Agricultura Sinica，2017，50（6）：1047⁃1056.
［3］LIEBL M，NELIUS V，KAMP G，et al.Fate and effects of the trehalase inhibitor trehazolin in the migratory locust（Locusta migratoria）［J］.Journal of Insect Physiology，2010，56（6）：567⁃574.
［4］WEGENER G，MACHO C，SCHLODER P，et al.Long⁃term effects of the trehalase inhibitor trehazolin on trehalase activity in locust flight muscle［J］.Journal of Experimental Biology，2010，213（22）：3852⁃3857.
［5］KAMEI Y，HASEGAWA Y，NIIMI T，et al.Trehalase⁃2 protein contributes to trehalase activity enhanced by diapause hormone in developing ovaries of the silkworm，Bombyx mori［J］.Journal of Insect Physiology，2011，57（5）：608⁃613.
［6] YAO Q，ZHANG D W，TANG B，et al.Identification of 20⁃hydroxyecdysone late response genes in the chitin biosynthesis pathway［J］.PLoS One，2010，5（11）：e14058.
［7］TATUN N，SINGTRIPOP T，SAKURAI S.Dual control of midgut trehalase activity by 20⁃hydroxyecdysone and an inhibitory factor in the bamboo borer Omphisa fuscidentalis Hampson［J］.Journal of Insect Physiology，2008，54（2）：351⁃357.
［8］TANG B，QIN Z，SHI Z K，et al.Trehalase in Harmonia axyridis（Coleoptera：Coccinellidae）：Effects on beetle locomotory activity and the correlation with trehalose metabolism under starvation conditions［J］.Applied Entomology and Zoology，2014，49（2）：255⁃264.
［9］ZHAO K F，SLLI Z P，WU J C，et al.Insecticide induced enhancement of flight capacity of the brown planthopper Nilaparvata lugens Stal （Hemiptera：Delphacidae）［J］.Crop Protection，2011，30（4）：476⁃482.
［10］GE L Q，ZHAO K F，HUANG L J，et al.The Effects of triazophos on the trehalose content，trehalase activity and their gene expression in the brown planthopper，Nilaparvata lugens（Stal）（Hemiptera：Delphacidae）［J］.Pesticide Biochemistry & Physiology，2011，100（2）：172⁃182.
［11］MITSUMASU K，KANAMORI Y，FUJITA M，et al.Enzymatic control of anhydrobiosis⁃related accumulation of trehalose in the sleeping chironomid，Polypedilum vanderplanki［J］.Febs Journal，2010，277（20）：4215⁃4228．
［12］MITSUMASU K，AZUMA M，NIIMI T，et al.Changes in the expression of soluble and integral⁃membrane trehalases in the midgut during metamorphosis in Bombyx mori［J］.Zoological Science，2008，25（7）：693⁃698.
［13］赵祖康.家蚕幼虫血液中海藻糖含量及其酶的活性测定［J］.蚕业科学，1983，3（9）：188⁃189.
ZHAO Z K.Determination of trehalose content and enzyme activity in hemolymph of the silkworm larvae［J］.Science of Sericulture，1983，3（9）：188⁃189.
［14］唐芬芬，陈松，邵榆岚，等. 家蚕核型多角体病毒云南株（BmNPV-YN1）对不同龄期家蚕的侵染致病效应［J］.蚕业科学，2018，44（5）：692⁃697.
TANG F F，CHEN S，SHAO Y L，et al.Infection and pathogenicity of BmNPV⁃YN1 isolated from Yunnan to Bombyx mori larvae of different instars［J］.Science of Sericulture，2018，44（5）：692⁃697.
［15］安世恒，尹新明，江志伟，等.家蚕核型多角体病毒ORF75基因的生物信息学分析［J］.河南农业大学学报，2007（6）：641⁃646.
AN S H，YIN X M，JIANG Z W，et al.Bioinformatic analysis of ORF 75 gene of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus［J］.Journal of Henan Agricultural University，2007（6）：641⁃646.
［16］尹新明，安世恒，江志伟，等.家蚕核型多角体病毒ORF75基因的克隆及表达［J］.河南农业大学学报，2007（5）：545⁃549.
YIN X M，AN S H，JIANG Z W，et al.Cloning and expressing of ORF 75 gene of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus［J］.Journal of Henan Agricultural University，2007（5）：545⁃549.
［17］唐芬芬，郑亚强，白兴荣，等.短时热激后家蚕对核型多角体病毒的抗性及其相关抗菌肽和热激蛋白基因表达水平的变化［J］.昆虫学报，2017，60（5）：502⁃512.
TANG F F，ZHENG Y Q，BAI X R，et al.Changes in the resistance to nucleopolyhedro virus and the expression
levels of the related antimicrobial peptide and heat shock protein genes in Bombyx mori exposed to short⁃time heat shock［J］.Acta Entomologica Sinica，2017，60（5）：502⁃512.
［18］唐芬芬，杨伟克，朱峰，等.BmNPV对家蚕抗氧化酶基因表达及其酶活性的影响［J］.南方农业学报，2019，50（10）：2308⁃2313.
TANG F F，YANG W K，ZHU F，et al.Effects of BmNPV on the antioxidant enzyme gene expression and enzyme activity of Bombyx mor［i J］.Journal of Southern Agriculture，2019，50（10）：2308⁃2313.
［19］LIVAK K J，SCHMITTGEN T D.Analysis of relative gene expression data using real⁃time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method［J］.Methods，2001，25（4）：402⁃408.
［20］杨伟克，唐芬芬，刘增虎，等.昆虫激素对家蚕酚氧化酶活性及其基因表达的影响［J］.南方农业学报，2020，51（10）：2573⁃2579.
YANG W K，TANG F F，LIU Z H，et al.Effects of insect hormone on activity of phenoloxidase and its gene expression inhemolymph and integument of Bombyx mori［J］.Journal of Southern Agriculture，2020，51（10）：2573⁃2579.
［21］唐芬芬，杨伟克.昆虫激素对家蚕ALP活性及其基因表达水平的影响［J］.河南农业科学，2020，49（11）：153⁃158.
TANG F F，YANG W K.Effects of insect hormone on alp activity and its gene expression level in Bombyx mor［i J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2020，49（11）：153⁃158.
［22］TATUN N，SINGTRIPOP T，OSUGI S.Possible involvement of proteinaceous and non⁃proteinaceous trehalase inhibitors in the regulation of hemolymph trehalose concentration in Bombyx mori［J］.Applied Entomology & Zoology，2009，44（1）：85⁃94.
［23］耿涛，赫荣帆，潘波，等.球孢白僵菌毒素对家蚕糖代谢水平的影响［J］.基因组学与应用生物学，2019，38（6）：2585⁃2595.
GENG T，HE R F，PAN B，et al.Effects on glycometabolism of silkworm larvae infected with Beauveria bassiana and mycotoxins［J］.Genomics andApplied Biology，2019，38（6）：2585⁃2595.

[1]	刘亚军, 王文静, 李敏, 胡启国, 刘广卿, 孙喜云, 储凤丽. 甘薯不同轮作模式对土壤有机碳组分及碳转化酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 65-74.
[2]	杨春, 苏胜峰, 杨代星, 梁思慧, 郭燕, 郭灿, 陈正武. 贵州两地野生茶树叶片解剖结构比较及抗逆性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 48-61.
[3]	孔凡丹, 周利军, 郑美玉, 张作合, 杨则已, 吴娟. 秸秆覆盖对黑土区土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 87-95.
[4]	余高, 陈芬, 田霞, 卢心, 滕明欢, 谢婉莹. 冬季覆盖对幼龄柑橘园土壤化学性质及酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 91-101.
[5]	唐芬芬, 杨伟克, 张祖芸, 李娜, 刘娜, 谢昆. 家蚕Gloverin 2 克隆、高效表达及其抗核型多角体病毒感染作用研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 135-141.
[6]	张烨达, 王星, 王丽萍, 佟静, 武占会, 高彦魁. 辣椒WOX 转录因子家族的鉴定、进化与表达分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 130-141.
[7]	李杨, 康俊港, 马占飞, 王亚博, 赵博伟, 姜国均. 中药渣饲喂对蚯蚓生长性能及消化酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 156-161.
[8]	张向歌, 朱雅婧, 陆莉莉, 宋万献, 张新友, 胡海燕, 于美琴, 李居政, 王会伟. 油莎豆原生质体制备的组织筛选及条件优化[J]. 河南农业科学, 2023, 52(12): 49-56.
[9]	余高, 王海, 莫忠妹, 陈芬. 不同生境黄精根茎品质特性及根际土壤环境驱动因子[J]. 河南农业科学, 2023, 52(12): 57-68.
[10]	李艳, 陈艳艳, 华夏, 方宇辉, 王玉民, 巩晨, 齐学礼, 胡琳. 利用CRISPR/Cas9技术创制小麦耐低肥Taaap3突变体[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 33-41.
[11]	刘威, 赵园园, 陈小龙, 韦建玉, 李娟, 谢天琪, 史宏志. 不同有机肥对豫中和滇西烟区土壤氮素矿化及酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 85-93.
[12]	王永生, 朱水芬, 陈松, 陈云明, 江亚, 范永慧, 杨启慧, 李琼艳, 杨海. 人工饲料和桑叶对家蚕机体3 种代谢酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(1): 154-160.
[13]	付家旭, 闫亚丽, 谢小文, 张心悦, 温鹏飞, 关小康, 王同朝, 卫丽. 干旱-复水处理下差异表达玉米WRKY 基因的鉴定与分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 9-19.
[14]	郭晖, 周慧, 庄静静, 王晓冰. 镉胁迫下丛枝菌根真菌对小麦生理特性和根际土壤酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 20-27.
[15]	郑鹿平, 滕蔓, 刘金玲, 罗琴, 楚钰淑, 王伟东, 张文凯, 罗俊. 2020—2021 年市售马立克病疫苗的效价测定及质量评估[J]. 河南农业科学, 2022, 51(6): 134-143.