斜紋夜蛾（Spodoptera litura, S. litura）是來源于印度的谷物類害蟲，屬鱗翅目類昆蟲，目前在多個國家都有廣泛的分布。核型多角體病毒（nucleopolyhedrovirus, NPV）可寄生于鱗翅目昆蟲的血、脂肪、氯管、皮肢等細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)發(fā)育，對其產(chǎn)生致命影響。然而由于缺乏參考基因組序列以及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，以致迄今為止，并未有關(guān)于斜紋夜蛾核型多角體病毒（SpltNPV）侵染斜紋夜蛾細(xì)胞時細(xì)胞內(nèi)早期變化的報道。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)糧食安全也產(chǎn)生了較大的威脅。本研究中，研究者對18h侵染循環(huán)的宿主斜紋夜蛾細(xì)胞進行鏈特異性轉(zhuǎn)錄組測序（Strand-specific RNA sequencing, RNA-seq），序列拼接后得到99180個非重復(fù)序列。在整個侵染過程中，有超過2000個斜紋夜蛾基因被顯著性差異調(diào)控。在侵染6 小時后（hours post infection, hpi），病毒mRNA水平開始急劇增加，且該現(xiàn)象在剩余的侵染過程中一直存在。根據(jù)對表達基因變化的歸類分析，研究人員將目光聚焦在與脅迫反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、代謝酶、宿主細(xì)胞天然免疫系統(tǒng)相關(guān)的基因上。他們發(fā)現(xiàn)一小簇與宿主脅迫反應(yīng)相關(guān)，尤其在6 hpi時發(fā)現(xiàn)的62個基因顯著性差異表達，分別包含了酶、配體、受體相關(guān)基因。在18hpi的時候發(fā)現(xiàn)，有104個功能基因在從0 hpi到18 hpi連續(xù)不斷的發(fā)生顯著的變化，其中包括3個SL221功能基因和81個病毒基因，例如：四次穿膜蛋白及iap 基因。這些對被桿狀病毒侵染早期階段的宿主調(diào)控基因的研究將為今后利用該病毒作為有效的殺蟲劑提供重要的依據(jù)。 該研究中連特異性轉(zhuǎn)錄組測序服務(wù)由上海伯豪生物技術(shù)有限公司提供。

重要結(jié)果

GO分析

COG注釋

火山圖及韋恩圖

差異表達基因GO分析

qRT-PCR驗證RNA-seq結(jié)果

小結(jié)

該研究讓我們很好的認(rèn)識了SpltNPV-G2病毒侵染斜紋夜蛾后所產(chǎn)生的細(xì)胞反應(yīng)，為今后更深入研究提供了潛在靶標(biāo)。研究者的數(shù)據(jù)主要揭示了病毒侵染細(xì)胞早期，宿主細(xì)胞所產(chǎn)生的防御反應(yīng)。廣義上來講，該研究為今后利用該病毒乃至其他桿狀病毒作為生物殺蟲劑或者生物醫(yī)學(xué)及生物技術(shù)應(yīng)用提供了重要依據(jù)。

原文出處：
Qian Yu, Youhua Xiong, Jianliang Liu, Dongling Wen, Xiaohui Wu, Hanqi Yin. Transcriptome Analysis of the SL221 Cells at the Early Stage during Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus Infection. Plos One.2016.