斜纹夜蛾核型多角体病毒侵染SL221细胞早期阶段的转录组分析

斜纹夜蛾（Spodoptera litura, S. litura）是来源于印度的谷物类害虫，属鳞翅目类昆虫，目前在多个国家都有广泛的分布。核型多角体病毒（nucleopolyhedrovirus, NPV）可寄生于鳞翅目昆虫的血、脂肪、氯管、皮肢等细胞的细胞核内发育，对其产生致命影响。然而由于缺乏参考基因组序列以及转录组数据，以致迄今为止，并未有关于斜纹夜蛾核型多角体病毒（SpltNPV）侵染斜纹夜蛾细胞时细胞内早期变化的报道。在农业生产上，对现代农业粮食安全也产生了较大的威胁。本研究中，研究者对18h侵染循环的宿主斜纹夜蛾细胞进行链特异性转录组测序（Strand-specific RNA sequencing, RNA-seq），序列拼接后得到99180个非重复序列。在整个侵染过程中，有超过2000个斜纹夜蛾基因被显著性差异调控。在侵染6 小时后（hours post infection, hpi），病毒mRNA水平开始急剧增加，且该现象在剩余的侵染过程中一直存在。根据对表达基因变化的归类分析，研究人员将目光聚焦在与胁迫反应、细胞凋亡、代谢酶、宿主细胞天然免疫系统相关的基因上。他们发现一小簇与宿主胁迫反应相关，尤其在6 hpi时发现的62个基因显著性差异表达，分别包含了酶、配体、受体相关基因。在18hpi的时候发现，有104个功能基因在从0 hpi到18 hpi连续不断的发生显著的变化，其中包括3个SL221功能基因和81个病毒基因，例如：四次穿膜蛋白及iap 基因。这些对被杆状病毒侵染早期阶段的宿主调控基因的研究将为今后利用该病毒作为有效的杀虫剂提供重要的依据。 该研究中连特异性转录组测序服务由上海伯豪生物技术有限公司提供。

重要结果

GO分析

COG注释

火山图及韦恩图

差异表达基因GO分析

qRT-PCR验证RNA-seq结果

小结

该研究让我们很好的认识了SpltNPV-G2病毒侵染斜纹夜蛾后所产生的细胞反应，为今后更深入研究提供了潜在靶标。研究者的数据主要揭示了病毒侵染细胞早期，宿主细胞所产生的防御反应。广义上来讲，该研究为今后利用该病毒乃至其他杆状病毒作为生物杀虫剂或者生物医学及生物技术应用提供了重要依据。

原文出处：
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.