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期刊名称：The Innovation
影响因子：33.2
论文标题：A midgut transcriptional regulatory loop favors aninsect host to withstand a bacterial pathogen
苏云金芽孢杆菌
苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）是一种广泛使用的生物农药，以其产生的Cry毒素而闻名，这些毒素对特定昆虫具有高选择性毒性，但对哺乳动物和环境影响较小。Cry毒素，如Cry1Ac，能与靶标昆虫的肠上皮细胞表面受体结合，形成孔道，导致细胞膜破坏和昆虫死亡，从而有效控制农业害虫。
小菜蛾
小菜蛾（Plutella xylostella）是全球范围内多种十字花科作物的主要害虫。随着Bt毒素在害虫控制中的广泛应用，小菜蛾等害虫对Bt毒素产生的抗性，逐渐成为农业生产中的一大挑战。研究小菜蛾如何发展对Bt毒素的抗性机制，有助于理解害虫的进化适应性，并且对Bt作物的合理布局、延缓害虫抗性发展有实践意义。
文献详情
研究背景：
在害虫抗性机制的研究中，miRNA作为基因表达的精细调控者，近年来受到了越来越多的关注。20-羟基蜕皮激素 (20E)是昆虫发育过程中一种关键的蜕皮激素，它调控着昆虫的蜕皮、发育和成虫化过程。20E的水平及其调控机制在昆虫的生理适应和抗性发展过程中扮演着重要角色。
文章概要：
研究首先发现，用Cry1Ac原毒素处理敏感的幼虫后，PxDcr-1的表达水平在中肠组织中被诱导表达，而注射了大量特异性siPxDcr-1的幼虫，对Cry1Ac原毒素的处理更敏感，证明miRNA介导的表观遗传调控可能参与了小菜蛾对Cry1Ac的耐受/抗性。
miR-8545通过抑制Glucose dehydrogenase (GLD，一种昆虫ecdysteroid降解酶)的表达，减少了20E的降解，从而提高20E的水平。这种激素水平的提升激活了MAPK信号通路，增强了昆虫对Bt毒素的耐受性或抵抗力。
文章进一步揭示了一个负反馈机制，该机制可以平衡过量的20E，保持激素稳态。在这个机制中，PxDfd转录因子能够直接结合miR-8545的启动子，抑制其转录。当20E过量时，PxDfd的表达增加，进一步抑制miR-8545的表达，从而调节20E的水平以应对环境压力。
各项实验结果表明，miR-8545在昆虫对Bt毒素的抵抗中起到了关键作用。昆虫通过调控这些基因的表达，形成了一个转录调控网络，不仅涉及受体和非受体蛋白的表达，还包括激素与转录因子的相互作用。这一网络帮助昆虫抵抗病原体，同时尽量减少对自身发育和生存的负面影响。这些发现对于理解昆虫对Bt毒素的适应性进化以及开发新的防控策略具有重要意义。
总的来说，这篇文章为我们提供了一个深入了解昆虫如何通过精细的基因调控网络来适应并抵抗Bt毒素的视角。这些研究成果不仅增进了我们对昆虫生理和生态的理解，还为未来开发更有效的生物防治策略提供了科学依据。
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