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豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)是首个公开基因组的不完全变态昆虫,通过比较基因组学分析,人们发现豌豆蚜缺少应对病原菌侵染的许多免疫相关基因,这些重要基因的缺失暗示了豌豆蚜具有独特的免疫系统。我们前期研究指出活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)在豌豆蚜的免疫防御反应中起重要作用,但是过量的ROS会对豌豆蚜自身造成氧化损伤。过氧化氢酶(Catalase,CAT)是生物体内广泛存在的一种关键的抗氧化酶,能够将生物体产生的过氧化氢(H2O2)分解成H2O和O2。本研究通过RNA干扰技术对过氧化氢酶基因进行沉默,初步研究ROS-豌豆蚜-病原菌三者之间的关系,探索过氧化氢酶在豌豆蚜免疫防御反应中的作用。主要结果如下:1革兰氏阳性菌藤黄微球菌(Micrococcus luteus)感染引起豌豆蚜体内ROS的显著上升,并且诱导豌豆蚜Catalase基因的上调,这说明ROS和过氧化氢酶参与豌豆蚜对病原菌的免疫防御反应;2将Catalase基因沉默之后,豌豆蚜体内H2O2水平显著升高,并且感染M.luteus的豌豆蚜体内H2O2含量也显著上升。表明豌豆蚜的过氧化氢酶能够清除过量的H2O2;3在Catalase基因沉默后,M.luteus在豌豆蚜体内的增殖变慢。这可能由于豌豆蚜体内升高的H2O2抑制了M.luteus的生长;4 Catalase基因沉默对感染M.luteus的豌豆蚜的存活率没有明显的影响,暗示豌豆蚜体内可能存在其他抗氧化机制;5革兰氏阴性菌大肠杆菌Escherichia coli感染豌豆蚜后并不会引起豌豆蚜体内ROS的明显上升,而且Catalase基因的沉默对E.coli在豌豆蚜体内的增殖没有影响,暗示着豌豆蚜对E.coli的防御不是通过ROS途径来实现的。结论:过氧化氢酶参与豌豆蚜对M.luteus的防御过程,并起着保护豌豆蚜的作用。而针对E.coli的感染,豌豆蚜可能通过其他途径来防御。