樟木虱唾液蛋白组学分析揭示虫瘿形成的关键分子机制

本研究针对樟木虱(Trioza camphorae)诱导宿主植物形成虫瘿的分子机制，通过整合转录组学和蛋白质组学技术，首次系统鉴定了168种唾液蛋白，包括66种保守蛋白和68种物种特异性蛋白。研究创新性地采用本氏烟(Nicotiana benthamiana)异源表达系统，发现3种唾液蛋白可显著改变植物生理状态。该成果为理解昆虫-植物互作提供了新视角，对森林害虫防治具有潜在应用价值。

　　

在自然界中，昆虫诱导植物形成虫瘿的现象堪称进化史上的奇观——这些精巧的植物结构既为昆虫提供庇护所，又成为营养工厂。樟木虱(Trioza camphorae)作为重要的林业害虫，其唾液如何操控樟树发育形成虫瘿的分子机制长期未明。这项发表在《BMC Genomics》的研究首次揭示了这种"分子傀儡师"的操纵秘诀。

研究团队采用多组学联用策略，通过Illumina Novaseq6000平台构建唾液腺(SGs)、肠道和剩余组织的转录组文库，结合LC-MS/MS技术分析唾液腺和分泌唾液蛋白质组。来自中国宁波大学的Tang-Bin Hu等研究者从3000多只昆虫中收集唾液样本，运用PVX载体在本氏烟中异源表达候选效应蛋白。

转录组分析揭示唾液腺特异性表达谱

通过Trinity组装获得17,145个unigenes，鉴定出409个高表达基因(FPKM>100)，其中195个呈现唾液腺特异性表达模式。信号肽预测显示97个分泌蛋白可能参与虫瘿形成，包括漆酶(laccases)和蛋白酶等关键酶类。

蛋白质组鉴定功能性唾液成分

质谱分析鉴定出622个唾液腺蛋白，其中69个含信号肽。在分泌唾液中检测到21个蛋白，包括4种漆酶和6种樟木虱特异性蛋白。值得注意的是，唾液腺转录组与分泌唾液蛋白质组仅有25个蛋白重叠，反映不同检测方法的互补性。

比较分析揭示进化特异性

与12种半翅目昆虫比较发现66个保守蛋白，如葡萄糖脱氢酶和过氧化物酶。而与近缘种柑橘木虱(Diaphorina citri)的基因组比对显示，68个樟木虱特异性蛋白可能与其独虫瘿形成能力相关。

功能验证发现效应蛋白

通过农杆菌介导的本氏烟瞬时表达系统，发现Cluster-1288.5794等3个樟木虱特异性蛋白能引起植物死亡或矮化表型，首次证实这些效应分子具有调控植物生理的潜力。

该研究不仅构建了首个樟木虱唾液蛋白数据库，更通过创新性的异源表达策略克服了樟树遗传转化难题。发现的68种物种特异性蛋白为解析虫瘿形成的分子基础提供了全新线索，其中3个效应蛋白的生理调控功能尤其值得深入探究。这些发现为开发基于效应蛋白靶点的害虫防控策略奠定了理论基础，同时也为植物发育可塑性研究提供了独特视角。未来研究可进一步在自然宿主中验证这些效应蛋白的功能，并探索其在虫瘿发育不同阶段的作用时序。