PMS｜西南大学丁伟教授团队解析了天然香豆素靶向新型钙信号通路转录因子SoxNeuroA杀螨作用的分子机制
近日，西南大学植物保护学院丁伟教授团队在中科院大类1区TOP期刊Pest Management Science发表研究论文《Functional analysis of a downregulated transcription factor-SoxNeuroA gene involved in the acaricidal mechanism of scopoletin against spider mites》，阐明了天然香豆素杀螨剂杀螨作用的转录因子靶向机制，发现了东莨菪内酯的杀螨机制涉及靶向抑制转录因子SoxNeuroA，从而激活Ca2+通道Orai1，最终导致螨体Ca2+超载和致死。西南大学为该论文成果的唯一完成单位，丁伟教授为该论文通讯作者，周红博士后为第一作者，本科生宁冶霜和研究生简渝凡为共同第一作者。
深入解析植物源杀螨剂的作用机制将有助于制定螨类害虫的可持续控制策略。东莨菪内酯是一种很有前途的植物源杀螨剂，对朱砂叶螨具有优越的杀螨活性。神经系统转录因子SoxNeuroA在维持Ca2+稳态中起着至关重要的作用。东莨菪内酯处理叶螨后，SoxNeuroA基因表达下调，但该基因的功能作用尚不清楚。本研究首次从朱砂叶螨中克隆并鉴定了一个神经系统转录因子新基因SoxNeuroA。RT-PCR、qPCR和WB均证实，在东莨菪内酯处理下，SoxNeuroA的基因和蛋白质表达水平都显著降低。此外，RNAi沉默SoxNeuroA基因后，显著增强了害螨对东莨菪内酯的敏感性，表明东莨菪内酯的杀螨机制是由低表达的SoxNeuroA基因介导。此外，Y1H和双荧光素酶报告基因分析显示，SoxNeuroA是钙离子通道基因的转录抑制剂，关键结合序列为ATCAAAG（钙离子通道Orai1启动子的−361至−368位）。重要的是，定点突变和MST分析进一步表明，分子对接模型中预测的关键氢键位点ASP185、ARG189和LYS217可能是东莨菪内酯的重要结合位点。这些结果表明，东莨菪内酯的杀螨机制涉及抑制转录因子SoxNeuroA，从而激活Ca2+通道Orai1，最终导致螨体Ca2+超载和致死。本研究阐明了天然香豆素植物源杀螨剂杀螨作用的转录因子靶向机制，对设计具有新靶点的下一代绿色杀螨剂具有重要意义。
天然香豆素靶向新型钙信号通路转录因子SoxNeuroA杀螨作用的分子机制
该研究结果表明，东莨菪内酯的杀螨机制涉及抑制转录因子SoxNeuroA，从而激活Ca2+通道Orai1，最终导致螨体Ca2+过载和致死。这项研究有助于解析东莨菪内酯杀螨作用的分子机制，并为开发可用于控制害螨的创新策略提供依据。
东莨菪内酯靶向SoxNeuroA激活Ca2+通道Orai1杀螨作用机制的模式图
（SoxNeuroA通过抑制Ca2+通道Orai1抑制Ca2+超载。然而，东莨菪内酯在基因和蛋白质水平上抑制SoxNeuroA的表达，从而诱导Ca2+通道Orai1的激活，导致螨体内Ca2+超载）
此研究得到国家自然科学基金、中国博士后基金、重庆市博士后科学基金、重庆市博士后研究项目特别资助、中国烟草总公司四川省公司科技项目等资助。
本研究成果原文链接：
https://doi.org/10.1002/ps.7892