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Context‐dependent venom deployment and protein composition in two assassin bugs
Ecology and Evolution ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-08-17 , DOI: 10.1002/ece3.6652
Maike L Fischer 1 , Natalie Wielsch 2 , David G Heckel 1 , Andreas Vilcinskas 3 , Heiko Vogel 1
Ecology and Evolution ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-08-17 , DOI: 10.1002/ece3.6652
Maike L Fischer 1 , Natalie Wielsch 2 , David G Heckel 1 , Andreas Vilcinskas 3 , Heiko Vogel 1
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The Heteroptera are a diverse suborder of phytophagous, hematophagous, and zoophagous insects. The shift to zoophagy can be traced back to the transformation of salivary glands into venom glands, but the venom is used not only to kill and digest invertebrate prey but also as a defense strategy, mainly against vertebrates. In this study, we used an integrated transcriptomics and proteomics approach to compare the composition of venoms from the anterior main gland (AMG) and posterior main gland (PMG) of the reduviid bugs Platymeris biguttatus L. and Psytalla horrida Stål. In both species, the AMG and PMG secreted distinct protein mixtures with few interspecific differences. PMG venom consisted mostly of S1 proteases, redulysins, Ptu1‐like peptides, and uncharacterized proteins, whereas AMG venom contained hemolysins and cystatins. There was a remarkable difference in biological activity between the AMG and PMG venoms, with only PMG venom conferring digestive, neurotoxic, hemolytic, antibacterial, and cytotoxic effects. Proteomic analysis of venom samples revealed the context‐dependent use of AMG and PMG venom. Although both species secreted PMG venom alone to overwhelm their prey and facilitate digestion, the deployment of defensive venom was species‐dependent. P. biguttatus almost exclusively used PMG venom for defense, whereas P. horrida secreted PMG venom in response to mild harassment but AMG venom in response to more intense harassment. This intriguing context‐dependent use of defensive venom indicates that future research should focus on species‐dependent differences in venom composition and defense strategies among predatory Heteroptera.
中文翻译:
两种刺客蝽中环境相关的毒液部署和蛋白质组成
异翅目是植食性、食血性和兽食性昆虫的多种亚目。食动物的转变可以追溯到唾液腺转变为毒腺,但毒液不仅用于杀死和消化无脊椎动物猎物,而且还作为一种防御策略,主要针对脊椎动物。在这项研究中,我们使用综合转录组学和蛋白质组学方法来比较红蝽Platymeris biguttatus L. 和Psytalla horrida Stål 的前主腺 (AMG) 和后主腺 (PMG) 的毒液成分。在这两个物种中,AMG 和 PMG 分泌不同的蛋白质混合物,几乎没有种间差异。 PMG 毒液主要由 S1 蛋白酶、redulysins、Ptu1 样肽和未表征的蛋白质组成,而 AMG 毒液含有溶血素和半胱氨酸蛋白酶抑制剂。 AMG和PMG毒液的生物活性存在显着差异,只有PMG毒液具有消化、神经毒性、溶血、抗菌和细胞毒性作用。毒液样本的蛋白质组学分析揭示了 AMG 和 PMG 毒液的环境依赖性使用。尽管这两个物种都单独分泌 PMG 毒液来压倒猎物并促进消化,但防御性毒液的部署取决于物种。 P. biguttatus几乎完全使用 PMG 毒液进行防御,而P. horrida 则分泌 PMG 毒液以应对轻微的骚扰,而分泌 AMG 毒液以应对更强烈的骚扰。这种有趣的依赖于环境的防御性毒液的使用表明,未来的研究应该集中于捕食性异翅目毒液成分和防御策略的物种依赖性差异。
更新日期:2020-09-28
中文翻译:
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两种刺客蝽中环境相关的毒液部署和蛋白质组成
异翅目是植食性、食血性和兽食性昆虫的多种亚目。食动物的转变可以追溯到唾液腺转变为毒腺,但毒液不仅用于杀死和消化无脊椎动物猎物,而且还作为一种防御策略,主要针对脊椎动物。在这项研究中,我们使用综合转录组学和蛋白质组学方法来比较红蝽Platymeris biguttatus L. 和Psytalla horrida Stål 的前主腺 (AMG) 和后主腺 (PMG) 的毒液成分。在这两个物种中,AMG 和 PMG 分泌不同的蛋白质混合物,几乎没有种间差异。 PMG 毒液主要由 S1 蛋白酶、redulysins、Ptu1 样肽和未表征的蛋白质组成,而 AMG 毒液含有溶血素和半胱氨酸蛋白酶抑制剂。 AMG和PMG毒液的生物活性存在显着差异,只有PMG毒液具有消化、神经毒性、溶血、抗菌和细胞毒性作用。毒液样本的蛋白质组学分析揭示了 AMG 和 PMG 毒液的环境依赖性使用。尽管这两个物种都单独分泌 PMG 毒液来压倒猎物并促进消化,但防御性毒液的部署取决于物种。 P. biguttatus几乎完全使用 PMG 毒液进行防御,而P. horrida 则分泌 PMG 毒液以应对轻微的骚扰,而分泌 AMG 毒液以应对更强烈的骚扰。这种有趣的依赖于环境的防御性毒液的使用表明,未来的研究应该集中于捕食性异翅目毒液成分和防御策略的物种依赖性差异。