揭示果蠅行為免疫防御真菌感染的互作機制

　　11月23日，Current Biology期刊在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心王成樹研究組完成的研究論文，揭示了果蠅通過一個化學感知蛋白識別昆蟲病原真菌孢子表面蛋白而觸發行為免疫，誘導清除體表孢子而拮抗真菌感染。

　　除了先天免疫途徑抗菌外，蜜蜂、白蟻和蠅類等昆蟲可通過梳理行為進行行為免疫，以清除附著于自身或同伴體表的微生物孢子等。昆蟲病原真菌通過寄主體表附著進行體壁穿透感染，果蠅等昆蟲是否具有特異性識別體表病原菌孢子的能力與機制仍不清楚。

　　該研究針對廣譜殺蟲的羅伯茨綠僵菌編碼的18個真菌特有的CFEM基因（命名為Mcdc1-18）進行了逐一基因敲除，后使用果蠅成蟲進行生物測定發現，Mcdc9等基因突變株體表感染時的殺蟲毒力顯著提高，但注射感染時與野生型菌株沒有明顯差異。Mcdc9基因僅存在于寄主廣譜的綠僵菌中，蛋白定位于孢子表面，該基因缺失后不影響突變株孢子的疏水性和粘著能力。使用不同菌株的孢子懸液進行體表感染發現，處理果蠅雌、雄成蟲3小時后，大量野生型菌株的孢子（>60%）能夠被果蠅通過梳理行為而清除，而Mcdc9突變株孢子被清除的概率顯著降低。

　　以Mcdc9為誘餌蛋白篩選果蠅cDNA酵母文庫，獲得并驗證表明，Mcdc9同果蠅一個功能未知的化學感知蛋白CheA75a互作，該蛋白基因主要于果蠅足部和翅膀中高表達。干擾該基因表達后進行孢子感染處理，發現干擾果蠅比對照果蠅的體表積累孢子更多、死亡速率顯著加快。使用純化的Mcdc9蛋白處理果蠅足部感器，與不同對照相比，可顯著誘導感器的電生理信號，證明CheA75a可介導感知Mcdc9的應答反應。

　　該研究揭示了果蠅通過蛋白對蛋白互作機制識別綠僵菌孢子，觸發行為免疫而進行早期防御病原真菌感染的現象與機制。該發現對于利用真菌殺蟲劑進行蠅類等害蟲高效生物防治具有指導意義。

　　該研究得到國家自然科學基金委創新群體和中科院前沿科學重點研究計劃等的資助。