“Novel effector HYPB1 of cotton bollworm (Helicoverpa armigera) inhibits biosynthesis of plant secondary metabolites and promotes feeding by targeting cotton dirigent protein GhDIR15”文章发表在《Journal of Integrative Plant Biology》。棉铃虫新型毒液样效应子HYPB1通过靶向棉花dirigent蛋白GhDIR15，抑制木质素、黄酮、棉酚等次生代谢物合成，削弱棉花细胞壁介导的防御反应，显著促进棉铃虫取食与生长；效应子PESD3同样可增强棉铃虫侵染能力，其作用机制有待深入解析。
研究背景
棉花是全球核心经济作物，棉铃虫的暴食性危害造成棉花产量与纤维品质严重损失，转基因Bt棉的长期应用引发害虫抗性、次生害虫爆发等问题。植食性昆虫唾液效应子是调控植物-昆虫互作的核心分子，但咀嚼式昆虫效应子如何直接靶向植物次生代谢与结构防御通路尚不明确。棉花DIR蛋白参与苯丙烷通路调控与抗虫防御，但其是否被棉铃虫效应子靶向调控仍未被揭示。
实验方法
采用数据非依赖采集（DIA）蛋白质组学，分析取食人工饲料与4个棉花品种的棉铃虫口腔分泌物蛋白谱；依据分泌特征、蛋白结构筛选候选效应子，构建过表达转基因棉花株系；通过酵母双杂交、双分子荧光互补、荧光素酶互补、免疫共沉淀等技术验证蛋白互作；利用病毒诱导基因沉默（VIGS）技术沉默GhDIR15，结合昆虫饲喂实验、次生代谢物检测、转录组测序解析基因功能。
核心结果
从棉铃虫口腔分泌物中鉴定出212个蛋白，包含39个差异表达蛋白、13个候选效应子；筛选6个毒液相关候选蛋白，其中HYPB1、PESD3过表达可使棉铃虫体重分别提升40.4%-62.6%、20.2%-39.9%，叶片取食损伤面积显著增加，且HYPB1可通过取食伤口分泌至棉花组织。
多项互作实验证实HYPB1与GhDIR15发生直接物理结合，HYPB1过表达会显著下调GhDIR15及木质素、黄酮、棉酚合成相关基因的表达。
沉默GhDIR15会降低棉花对棉铃虫的抗性，导致木质素沉积减少，细胞壁防御通路相关基因整体下调；转录组分析表明GhDIR15是调控棉花细胞壁组织与胁迫响应的核心节点。
研究结论
本研究揭示了棉铃虫HYPB1-GhDIR15分子调控轴，阐明了昆虫效应子靶向植物DIR蛋白、抑制次生代谢、削弱细胞壁防御的全新机制，明确了棉铃虫效应子的宿主适配策略。该成果为棉花抗虫分子育种、基于RNAi的新型生物农药研发提供了关键靶点与理论支撑，深化了植物-植食性昆虫互作的分子机理认知。
原文链接：
https://doi.org/10.1111/jipb.70270
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