安徽农业大学饶相君教授团队在TOP期刊发表科研成果:草地贪夜蛾SfIML-1与整合素β5互作调控真菌黏附与免疫激活的分子机制

“SfIML-1 interacts with integrin β5 to mediate fungal conidial adhesion and immune activation in Spodoptera frugiperda”文章发表在《Pesticide Biochemistry and Physiology》，本研究首次系统鉴定了草地贪夜蛾的整合素基因家族，证实可溶性C型凝集素SfIML-1可通过其CRD2结构域的loop2区域，与整合素β5的β-tail区发生特异性蛋白互作；SfIML-1作为桥接分子，同时识别真菌分生孢子与细胞膜上的整合素β5，促进孢子黏附并激活下游Src/Erk免疫信号通路，协同启动体液与细胞免疫应答。该研究阐明了可溶性模式识别受体与膜受体协同介导昆虫先天免疫的新机制，也为害虫生物防治提供了潜在分子靶标。

研究背景

草地贪夜蛾是全球重大入侵农业害虫，寄主范围广、扩散速度快且抗药性强，其高效的先天免疫系统是削弱真菌等微生物农药防效的核心因素。昆虫先天免疫依赖模式识别受体识别病原保守分子，其中C型凝集素是关键的可溶性识别受体，可发挥调理、凝集、激活酚氧化酶等功能，但可溶性凝集素如何与膜受体协作，将胞外病原识别信号转化为胞内免疫应答，其分子机制仍不明确。前期研究已发现SfIML-1可同时结合真菌孢子与血细胞，增强吞噬、结节等细胞免疫，但尚未鉴定其对应的细胞膜受体及下游通路。整合素是保守的跨膜异二聚体受体，参与细胞黏附与免疫信号传导，但草地贪夜蛾的整合素家族尚未被系统解析，其与C型凝集素的互作关系也属空白。

研究结果

体内实验证实，重组SfIML-1蛋白可显著诱导血细胞与脂肪体中attacin、defensin、cecropin等多种抗菌肽基因上调，表明其可同时激活体液与细胞免疫。Sf9细胞过表达SfIML-1的转录组分析显示，差异基因显著富集于免疫、吞噬、细胞骨架组装等过程，其中整合素β亚基基因明显上调。全基因组鉴定共得到5个α整合素与5个β整合素基因，明确了其基因结构、蛋白结构域、进化分类及时空表达模式，发现β5在血细胞与中肠高表达，且响应球孢白僵菌及细菌的侵染诱导。酵母双杂交实验证实，SfIML-1仅与整合素β5发生特异性互作，互作区域为SfIML-1CRD2结构域的loop2环与β5的β-tail区，且该互作不依赖经典糖结合保守位点。荧光共定位实验进一步验证了二者在细胞膜上的共定位。功能实验显示，过表达全长β5、胞外域或β-tail区均可显著增强SfIML-1介导的真菌孢子黏附，沉默β5则显著降低黏附水平；过表达β5还可上调Spaetzle、Lepidoptin、Src64B、Erk7等免疫与信号通路基因的表达。

结论总结

本研究完善了草地贪夜蛾整合素家族的系统鉴定，明确了SfIML-1-整合素β5轴在真菌孢子黏附和免疫激活中的关键作用，揭示了可溶性模式识别受体通过蛋白互作结合膜整合素、桥接病原识别与胞内信号传导的免疫调控新机制，丰富了昆虫先天免疫的分子调控网络，也为基于免疫干扰的绿色害虫防控策略提供了理论支撑与候选靶标。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2026.107252