劉 勇,龔椿營,艾均文,薛 宏,何行健,賈超華,陳卓華,任立志
(湖南省蠶桑科學研究所,湖南 長沙 410127)
蠶桑文化是中國文明的起點,至少已有4 000 a以上的歷史。家蠶作為重要的經濟昆蟲對人類文化、經濟發(fā)展貢獻巨大。種桑養(yǎng)蠶至今仍是部分地區(qū)農民的重要收入來源。然而生產上,家蠶始終受到細菌病、病毒病等的侵害,給農戶造成一定的經濟損失[1]。其中,以家蠶核型多角體病毒(Bombyx morinucleopolyhedrovirus,BmNPV)引起的血液型膿病對蠶桑產業(yè)的威脅最大,其傳染性極強,一旦發(fā)病就難以控制[2]。目前,環(huán)境消毒仍是預防蠶桑病害的主要措施,但該防治方法費時費力,嚴重制約了蠶桑業(yè)的發(fā)展。在此背景下,學者們通過傳統(tǒng)雜交育種、分子標記育種和轉基因育種等方式選育抗性品種來預防家蠶頻發(fā)性血液型膿病,雖然這種方式前期投入大、開發(fā)周期長,但是一旦成功選育出抗性品種,其經濟效益、社會效益和生態(tài)效益都是不可估量的[3]。因此,基于材料間所存在的抗性差異而進行家蠶抗病基因篩選、抗病機制解析成為近年來蠶桑領域的熱門課題。
BmNPV 是一種環(huán)狀雙鏈DNA 的核型多角體病毒,具有包涵體衍生病毒(occlusion-derived virus,ODV)和出芽型病毒(budded virus,BV)2 種不同形式,侵染家蠶的方式包括ODV 引起的食下感染和BV 引起的創(chuàng)傷感染[3]。BmNPV 在家蠶體內復制增殖是一個十分高效且復雜的過程。不同家蠶品種對BmNPV 的抵抗力水平差異較大,多數(shù)家蠶品種對BmNPV 感染的抵抗力較弱,只有少數(shù)家蠶對其有抗性[4]。經典遺傳分析表明,家蠶對BmNPV 的抵抗是由主效基因控制、多個微效基因協(xié)同作用的結果[5]。
隨著學者們對家蠶抗BmNPV 研究的不斷深入,一系列具有抗BmNPV 功能的蛋白和基因陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)和鑒定。例如較早發(fā)現(xiàn)的家蠶脂肪酶(Bmlipase-1)、絲氨酸蛋白酶(BmSP2)等[6-7];Lu 等[8]發(fā)現(xiàn),敲除家蠶翻譯控制腫瘤蛋白(BmTCTP )后,家蠶細胞對病毒的易感性增加,而BmTCTP基因的過表達顯著降低了病毒的復制量,對BmTCTP進行SUMOylation修飾將有助于其免疫應答,可以顯著增強細胞的抗病毒活性;膽固醇- 25 -羥化酶(CH25H)在哺乳動物中被鑒定為干擾素刺激基因(ISG),通過催化膽固醇轉化為25-羥基膽固醇(25HC)發(fā)揮抗病毒作用[9];Wu 等[10]從家蠶中鑒定了BmCH25H基因,發(fā)現(xiàn)在BmNPV 感染的家蠶卵巢細胞(BmN 細胞)和家蠶幼蟲中,BmCH25H的表達在感染早期顯著上調;Li 等[11]發(fā)現(xiàn),純化的家蠶絲氨酸蛋白酶142(Bm-Sp142)處理BmNPV 后,有效地削弱了其感染BmN 細胞的能力,在BmN 細胞中過表達Bm-SP142可抑制病毒的增殖。然而抗性主效基因仍然未能確定,抗病毒分子機制仍然存在很多未知。家蠶對BmNPV 的抗性基因鑒定和抗病毒機制分析值得進一步深入研究。
轉錄組學是從基因的整體轉錄水平出發(fā),系統(tǒng)研究基因轉錄圖譜,并揭示復雜生物學通路和性狀調控網絡分子機制的一項技術,具有檢測范圍廣、可重復性高以及定量準等優(yōu)點,已成為分子生物學研究的重要手段。家蠶血液型膿病主要通過食下感染引起,中腸是免疫病原體的重要組織器官。該研究通過轉錄組學分析方法,比較了家蠶BmNPV 抗性品系C9K 和敏感性品系HYB 感染BmNPV 后中腸組織的基因表達差異,以期篩選家蠶BmNPV 的抗性相關基因,為解析家蠶BmNPV 抗性機制以及抗病毒育種提供數(shù)據支持。
供試家蠶品種為抗BmNPV 品種C9K 和敏感品種HYB,侵染用BmNPV 和家蠶品種均為湖南省蠶??茖W研究所蠶品種研究室保存。
1.2.1 材料的準備和取樣 試驗用不同家蠶品種均正常飼育至五齡,五齡起蠶全部蛻皮完成后不喂食,饑餓處理6 h 后進行添食試驗;每個家蠶品種設置試驗組和對照組2 個處理,試驗組添食涂抹BmNPV懸液(多角體病毒量2×107個/mL)的桑葉;對照組用正常的桑葉飼育,每組添食1 次,觀察進食情況,保證每組桑葉完全進食干凈。添食后第3 天(五齡第3 天)取中腸組織,3 頭家蠶的中腸樣品混合為1個樣品,每個處理3 個生物學重復,共12 個樣品,取樣后樣品于-80℃保存。
1.2.2 文庫的建立及測序 各試驗材料送往攸歸(上海)生物科技有限公司,提取總RNA 并對其濃度和純度進行檢測,RNA 樣品檢測合格后,構建cDNA 文庫,使用Illumina 高通量測序平臺(HiSeq/MiSeq)進行測序。高通量測序中產生的原始數(shù)據(raw reads)為fastq 格式序列,使用NGS QC Toolkit 軟件進行質控并去除接頭,在此基礎上過濾掉低質量堿基以及N 堿基,得到高質量的clean reads。使用Bowtie2 軟件將過濾后的clean reads 與家蠶基因組數(shù)據庫KAIKObase(http://sgp.dna.affrc.go.jp/)進行比對、匹配和分析,軟件參數(shù)為默認參數(shù)。通過基因組以及基因比對率來評估樣本的情況。
1.2.3 基因定量、差異基因篩選、功能富集 使用Cufflinks 軟件獲取FPKM 值,在計算基因的表達量差異時,通過Htseq-count 軟件獲取落到各樣本基因的reads 數(shù)目,使用DESeq (2012)R package的estimateSizeFactors 函數(shù)對數(shù)據進行標準化,并使用nbinomTest 函數(shù)計算差異比較的pvalue 和foldchange 值。采用NB 法(負二項分布檢驗的方式)對reads 數(shù)進行差異顯著性檢驗,采用CPM 值來估算基因表達量。挑選出P<0.05 的差異表達基因(DEGs),并進行DEGs 的GO 和KEGG 富集分析,以判定DEGs 主要影響的生物學功能或者通路。同時對DEGs 進行非監(jiān)督層次聚類,利用熱圖的形式展示DEGs 在不同樣本間的表達模式。
1.2.4 實時熒光定量PCR 驗證 (1)反轉錄反應體系及反應條件。使用反轉錄試劑盒將總RNA 反轉錄合成cDNA,反轉錄體系為40 μL(冰上配制),包 含5×RT MasterMix 8 μL、RNA 模 板2 μg, 用RNase-free dH2O 補全至40 μL。反應條件為37℃15 min,60℃10 min,置于4℃冰箱保存。(2)實時熒光定量PCR 反應體系及反應條件。使用abm 的BlasTagTM 2×qPCR MasterMix 試劑盒進行實時 熒光定量PCR,隨機選取5 個DEGs 設計引物(表1),以TIF-4A 基因作為內參基因。PCR 反應體系20 μL,包含Mix 10 μL、上下游引物各0.5 μL、cDNA 模板2 μL,用ddH20 補全至20 μL。反應條件:95℃預變性30 s;95℃變性5 s,60℃退火30 s,72℃延伸30 s,擴增40 個循環(huán);95℃變性10 s,65℃退火1 min,97℃變性1 s(該步驟為熔解曲線分析);37℃退火30 s 終止反應。
表1 轉錄組數(shù)據驗證所用qRT-PCR 引物
cDNA 文庫構建及轉錄組測序均由攸歸(上海)生物科技有限公司完成,利用Illumina 高通量測序平臺(HiSeq/MiSeq)對12 個文庫(每個樣品1 個文庫)進行測序,產出數(shù)據如表2 所示,各文庫用于后續(xù)分析的clean bases 大小介于6.02~6.98 Gb 之間,GC 含量介于44.50%~48.00%之間。Q20(堿基質量值20)和 Q30(堿基質量值30)分別表示測序過程中堿基檢出精確度為99.0%和99.9%。12 個文庫的Q20 都在98.05%及以上,Q30 都在94.21%及以上;使用hisat2 (https://ccb.jhu.edu/software/hisat 2/index.shtml)將clean reads 與家蠶基因組數(shù)據庫KAIKObase(https://kaikobase.dna.affrc.go.jp)進行比對,并統(tǒng)計reads 與每一個參考基因組的比對結果,如表3 所示,12 個文庫的數(shù)據能定位到基因組上的測序序列的比例均在90%以上。質量評估和數(shù)據比對結果說明測序質量較高,測序數(shù)據可靠,可用于后續(xù)的數(shù)據分析。
表2 轉錄組測序數(shù)據統(tǒng)計質量評估
表3 reads 和參考基因組的比對統(tǒng)計
依據DESeq 軟件包中的負二項分布檢驗計算基因差異表達量,以P<0.05 且差異倍數(shù)大于2 為篩選條件比較材料間的DEGs 數(shù)量,結果如表4 所示。C9KCK 和 C9K 之間檢測到623 個DEGs,其中上調基因有282 個,下調基因有341 個;HYBCK和HYB 之間檢測到429 個DEGs,上調基因有254個,下調基因有175 個,說明與空白對照相比,添食BmNPV 后家蠶的基因表達有所變化。HYBCK和C9KCK 之間檢測到2 250 個DEGs,上調基因有1 114 個,下調基因有1 136 個,HYB 和C9K 之間檢測到2 313 個DEGs,上調基因有1 042 個,下調基因有1 271 個,2 種不同品系間基因表達和調控存在明顯差異,表達量變化顯著的DEGs 數(shù)量遠多于同一品系不同處理間的。
表4 差異表達基因數(shù)量統(tǒng)計
對HYB 和C9K 添食BmNPV 后與空白對照的DEGs 進行了GO 富集分析和KEGG 富集分析,結果如圖1 和圖2 所示。
圖1 差異表達基因GO 功能分類
圖2 KEGG 顯著富集散點圖
HYB 添食BmNPV 后有429 個基因表達差異顯著,對差異表達基因進行GO 富集分析,對其功能進行描述(結合GO 注釋結果),共注釋到206 個條目,歸屬到生物過程(Biological process)、細胞組分(Cellular component)和分子功能(Molecular funtion)3 大類的分別有73、16 和117 條,分別占比35.4%、7.8%和56.8%;在生物過程中主要富集在跨膜轉運、碳水化合物代謝、幾丁質代謝、脂質代謝過程、轉錄調控、DNA 合成、蛋白質水解、信號轉導、氧化還原過程等條目;在細胞組分中主要集中在膜結構、 細胞質、細胞核等條目;在分子功能中主要表現(xiàn)在跨膜轉運體活性、水解酶活性、蛋白質二聚活性、磷酸二酯水解酶活性、DNA 結合轉錄因子活性、糖基轉移酶活性、DNA 序列特異性結合、幾丁質結合、鐵離子結合等條目。
C9K 添食BmNPV 后有623 個基因表達差異顯著,對差異表達基因進行GO 富集分析,對其功能進行描述(結合GO 注釋結果),共注釋到263 個條目中,其中歸屬到生物過程、細胞組分、分子功能的分別有96、20、145 條,還有2 條未分類(5′-deoxynucleotidase activity、non-motile cilium assembly),分別占比36.5%、7.6%、55.1%、0.8%;在生物過程中主要集中在神經酰胺分解過程、跨膜轉運、蛋白質水解、碳水化合物代謝過程、脂質代謝過程、金屬離子傳輸、肽聚糖分解過程、脂肪酸代謝過程、氧化還原過程、幾丁質代謝過程等條目;在細胞組分中主要集中在細胞外空隙、胞外區(qū)、過氧物酶體、膜結構、膜、細胞核等條目;在分子功能中主要集中在N-?;拾贝减0匪饷富钚?、己糖基轉移酶活性、絲氨酸肽鏈內切酶活性、跨膜轉運活性、羧酸酯水解酶活性、 -N-乙酰己糖胺酶活性、金屬離子跨膜轉運體活性、鈣離子結合、水解酶活性等條目。
為了解DEGs 的生物學行為,通過與KEGG 數(shù)據庫進行比對,根據注釋結果HYB、C9K 的DEGs分別注釋到80 和89 個通路(pathway)中,最顯著的有20 個通路(圖2),2 個品系以代謝通路的DEGs 最多,包括P450 相關代謝、甘油酯、羧酸、抗壞血酸和醛酸代謝、外源物質代謝等,其他HYB的DEGs 還涉及蛋白質加工、氨基酸合成、Hippo 信號通路、Toll 和Imd 信號通路、內吞作用、溶酶體、糖胺聚糖降解等通路,C9K 的顯著富集通路還包括戊糖、葡萄糖醛酸轉換、鞘糖脂生物合成、類固醇生物合成、氨基酸的生物合成、多糖降解、脂肪酸降解、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的降解等通路。
前期研究表明,C9K 對BmNPV 的抗性要顯著高于HYB,而2 個品系的轉錄組比較分析基因表達差異明顯(P<0.05),對照組HYBCK 和C9KCK之間的DEGs 有2 250 個,侵染組HYB 和C9K 之間的DEGs 有2 313 個。對2 個品系的DEGs 進行了GO 分析和KEGG 分析,以此進一步分析DEGs 的功能信息,篩選潛在的與抗性相關的基因信息。
通過GO 注釋、分類富集分析,HYBCK–VS–C9KCK 和HYB–VS–C9K 的DEGs 分 別 被 注 釋 到670 和669 個條目中,各條目在生物過程、細胞組分、分子功能3 大功能類別占比分別為40.5%、10.7%、48.3%和39.6%、10.9%、49.3%;TOP30 見圖1,在生物過程中富集在DNA 整合、蛋白質水解、跨膜轉運、紡錘體組裝核對點、硫酸鹽轉運、核苷酸切除修復、碳水化合物代謝過程、氮復合代謝過程、脂質代謝過程、DNA 介導轉座等條目;在細胞組分中主要富集在轉錄因子TFIIH 核心復合物、細胞外間隙、線粒體內膜、胞外區(qū)、細胞膜、 細胞質、細胞核等條目;在分子功能中結合(核酸結合、DNA 結合、鐵離子結合等)和酶活性(天冬氨酸內切酶活性、絲氨酸內切酶活性、水解酶活性,脂肪酸合酶活性、氧化還原酶活性等)條目占比較高,其他富集條目涉及跨膜轉運體活性、硫酸鹽跨膜轉運活性等。
對2 個品系的KEEG 分析結果顯示,HYBCK –VS–C9KCK 有415 個DEGs 被注釋到122 個通路中,HYB–VS–C9K 有484 個DEGs 被注釋到129 個通路中,其中以代謝通路占比最高,主要包括細胞色素P450 代謝、視黃醇代謝、甘油脂代謝、脂肪酸代謝、抗壞血酸和醛酸代謝、酪氨酸代謝、苯丙烷代謝、卟啉與葉綠素代謝、外源物質代謝等,其他通路還涉及代謝產物的生物合成和降解、信號通路、同源重組、核苷酸切除修復等。
基因的轉錄調控模式在不同材料間存在一定差異,同時為了減少背景誤差,筆者對上述數(shù)據進行維 恩 分 析,HYBCK–VS–C9KCK 和HYB–VS–C9K這2 組數(shù)據對比分析得到1 340 個共有DEGs,其中顯著上調的有620 個,顯著下調的有720 個;GO 分析結果顯示有740 個DEGs 共同注釋到445 個條目中,在生物過程、細胞組分、分子功能3 大功能類別占比分別為37.4%、9.8%、52.8%,DEGs 主要集中于代謝過程、酶活性、膜相關、分子結合等條目中;KEGG 富集結果顯示有241 個DEGs 注釋在115個通路中,其中以代謝通路相關的DEGs 最多,其他DEGs 還主要注釋到Toll 和Imd 信號通路、同源重組、代謝產物合成、糖胺聚糖降解等通路中。同時,對HYBCK–VS–HYB 和C9KCK–VS–C9K 進行維恩比較,共獲得89 個共有DEGs,其中一致上調表達的DEGs 有23 個,一致下調的有13 個,GO 分析顯示DEGs 主要富集在碳代謝、跨膜轉運、水解酶活性、結合活性、轉錄調控等條目中,KEGG 分析顯示代謝通路富集最高,其次是類固醇生物合成、甘油酯代謝、ABC 轉運蛋白、溶酶體等通路。
基于2 組維恩分析,筆者未發(fā)現(xiàn)4 次下調表達的DEGs,而4 次上調表達的DEGs 有8 個,分別為KWMTBOMO 03226(LOC 101744459,synaptic vesicle 2-related protein)、KWMTBOMO 04228(LOC 101737295,putative inorganic phosphate cotransporter)、KWMTBOMO 04299(GlcNA case 2,beta-N-acetylglucosaminidase 2)、KWMTBOMO 05498(CTL11,C-type lectin 11)、KWMTBOMO 09593(LOC 101740685,vanin-like protein1)、KWMTBOMO 13544(LOC 105-841535,uncharacterized)、KWMTBOMO 16344(LOC 101735545,uncharacterized)、KWMTBOMO 16422(UGT33D5,UDP-glycosyltransferase UGT33D5)。
C-型凝集素(C-type lectin,CTL)是動物中最大的凝集素家族,含有1 個或2 個糖識別結構域(CRD)的鈣依賴性糖結合蛋白,在病原體識別、補體系統(tǒng)、信號激活及傳導中起著關鍵作用,C-型凝集素主要參與識別和凝集細菌,在對病毒的免疫應答方面也有報道,有學者研究發(fā)現(xiàn)日本對蝦中的3個C-型凝集素(MjLecA、MjLecB 和 MjLecC)可以識別白斑綜合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)囊膜蛋白,結合病毒衣殼蛋白,從而降低WSSV 對宿主的感染[12]。糖基轉移酶(GTs)是自然界廣泛存在的一大類酶,UDP-糖基轉移酶(UDPglycosyltransferase,UGTs)在外源物質的代謝和解毒方面起著重要作用,植物和哺乳動物中關于UGTs的研究報道較多,而昆蟲中則相對較少[13-14]。而上述分析結果顯示,C 型凝集素基因(KWMTBOMO 05498)和UDP-糖基轉移酶(KWMTBOMO 16422)在抗性品系 C9K 對照組中表達水平顯著高于敏感品系HYB,且在感染后具有上調表達趨勢,顯示這些基因可能存在抗BmNPV 作用,可作為抗性候選基因用于后續(xù)研究驗證。
選取HYBCK–VS–C9KCK 和HYB–VS–C9K 的轉錄組數(shù)據log2FoldChange 以及qRT-PCR 的log2Relative expression ratio 進行比較,數(shù)值大于0 代表上調,小于0 代表下調,結果如表5 所示,除個別存在微小差異外,與RNA-seq 結果表現(xiàn)出相同的下調或上調的基因表達趨勢,表明轉錄組表達差異分析結果可信。
表5 家蠶中腸5 個基因的RNA-Seq 和RT-qPCR 數(shù)據的比較
BmNPV 是家蠶的主要病原體之一,然而BmNPV 感染和宿主防御的機制尚不清楚。該研究中,通過對HYB(易感品系)和C9K(抗性品系)的中腸組織進行轉錄組測序,比較分析了可能與家蠶BmNPV 抗性相關的基因。結果表明,BmNPV 侵染能夠誘導2 個品系家蠶的全基因組轉錄水平發(fā)生較大變化,GO 分析顯示這些變化主要涉及到代謝過程、跨膜轉運、膜結構、酶活性、信號傳導、結合功能等,KEGG 分析顯示這些差異基因主要參與能量代謝、氨基酸的代謝、糖類代謝、次級產物代謝等。總的來說,病毒侵染后抗性品系的差異基因數(shù)量多于敏感品系,2 個不同品系之間的基因轉錄表達與調控差異明顯。
昆蟲主要依靠先天免疫來抵御病原體的入侵,鱗翅目昆蟲的抗病毒免疫方式包括全域蛋白質合成停止、rRNA 降解、腸液抗病毒蛋白的滅活作用、黑化、細胞凋亡、基于RNAi 的抗病毒反應和宿主基因編碼的抗病性等[15-17]。
病毒作為一種細胞內寄生物,其復制增殖嚴格依賴于宿主細胞。在此過程中,宿主細胞會通過自我凋亡的方式來抵御病毒的自身復制增殖及持續(xù)感染,有效地降低病毒的擴增和傳播速度。研究表明,細胞凋亡過程中,線粒體結構、膜通透性及膜電位等發(fā)生變化,且細胞色素C 在整個過程中發(fā)揮了重要作用[18]。該試驗也檢測到了一些與凋亡通路相關的基因在病毒侵染后上調高量表達,如KWMTBOMO 01304、KWMTBOMO 01730、KWMTBOMO 11732,其 中KWMTBOMO 01304 為細胞色素C 基因,其在抗性品系中的表達要高于敏感品系。
黑化是昆蟲的一種重要體液反應,酚氧化酶(phenoloxidase,PO)是黑化過程中的關鍵酶,由酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)通過一系列絲氨酸蛋白酶的級聯(lián)反應而活化,同時也受到絲氨酸蛋白酶抑制劑的負調控作用。PO 催化黑色素形成以包裹并殺死入侵病原體,PPO 的活化級聯(lián)能夠有效地阻斷桿狀病毒感染[19-20]。在該研究中,2 個品系在病毒侵染后都有部分絲氨酸蛋白酶上調表達,而絲氨酸蛋白酶抑制劑下調表達,2 個差異品系的比較中,例如絲氨酸蛋白酶3 基因(serine protease 3,KWMTBOMO 09454)在抗性品系中上調高量表達,而絲氨酸蛋白酶抑制劑3 基因(serine protease inhibitor 3,KWMTBOMO 03900)下 調 表 達。這暗示著絲氨酸蛋白酶及其抑制劑可能參與了家蠶抗BmNPV 過程。
在先天免疫反應中,對病原體的識別是引發(fā)宿主免疫反應的關鍵[21],模式識別受體(pattern recognition receptor,PRR)能識別病原物表面的病原相關分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP),繼而激活體內的Toll 通路、Imd 通路、JAK-STAT 通路等來清除病原物。Imd 和Toll 信號通路在昆蟲的免疫反應中發(fā)揮了重要作用,2 條信號通路均是典型的NF-kB(nuclear factor kappa B)依賴性通路,介導下游抗菌肽(AMPs)和其他效應分子基因的表達;Toll 通路介導對革蘭氏陽性菌和真菌感染的免疫反應,而Imd 通路介導對革蘭氏陰性菌的免疫反應[22]。在果蠅的抗病毒免疫報道中,Imd和Toll 通路在抑制果蠅病毒復制等方面發(fā)揮了重要作用[23-24],但相關信號通路在家蠶抗BmNPV 的報道中較少見。
該研究中,信號通路相關的肽聚糖識別蛋白(peptidoglycan reconynition protein,PGRP)和葡聚糖識別蛋白(glucan recognition protein,GRGP)在病毒侵染后上調表達,但在敏感品系中的表達高于抗性品系??咕氖且活悓毦?、真菌、病毒等病源微生物有廣譜抑制活性的小肽類物質,包括gloverin、lebocin(凝集素)、attacin(攻擊素)和lysozyme(溶菌酶)等,研究發(fā)現(xiàn)glv-1 和glv-2 對苜蓿銀紋夜蛾多核型多角體病的的BV 具有抑制作用[25],在家蠶體內和體外過表達C-lysozyme 能夠顯著減少BmNPV 在細胞內的復制,并降低病毒毒力[26]。該研究結果也顯示,glv-3(KWMTBOMO 16379)、glv-4(KWMTBOMO 16426)在敏感品系中上調表達,lysozyme(KWMTBOMO 07068)在抗性品系中上調表達且敏感品系的表達高于抗性品系。
細胞色素P450 (Cytochrome P450)、酯酶(Esterase) 以及谷胱甘肽–S–轉移酶(glutathione-S-transferase,GST)是對昆蟲抗藥性有重要影響的3 個解毒酶系,通過基因擴增或過表達解毒酶基因,提升其代謝活性,對次生物質和殺蟲劑進行解毒代謝。相關酶系在抗病毒方面還未見報道。在該研究的轉錄組比較分析中,3 種酶系的部分基因在病毒侵染后上調表達,且像esterase FE4(KWMTBOMO 09142)、GST(KWMTBOMO 15683)、CYP367A1(KWMTBOMO 09791)等基因在抗性品系的表達顯著高于敏感品系。這些基因可能與家蠶抗BmNPV 有關,有待于進一步驗證。
不同的家蠶品系對BmNPV 的抗性存在差異,大量的研究報道認為家蠶對BmNPV 的抗性是主效基因和多個微效基因共同作用的,對抗BmNPV 有關的基因和蛋白分子的挖掘和分析是一項很有意義的課題。該研究通過轉錄組數(shù)據比較分析獲得了大量的差異表達基因,其中免疫通路、蛋白識別等方面的候選基因值得進一步的研究,為闡述家蠶對BmNPV 的抗性機理提供了有用的信息和數(shù)據。