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植保所揭示亚洲玉米螟为害大田玉米诱导产生防御反应的分子机制

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  近日,中国农业科学院植物保护研究所王振营研究团队最新研究揭示了大田玉米心叶期受到亚洲玉米螟为害时能诱导产生直接和间接的防御反应的生理生化和分子机制。该研究结果为利用诱导防御反应控制亚洲玉米螟提供了科学依据。相关成果发表在《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上。

  玉米在受到害虫为害后,会产生对昆虫具有忌避、拒食或(和)毒杀作用的直接抗虫物质,如苯并恶嗪酮类物质,也会产生引诱害虫的捕食性或寄生性天敌的间接抗虫物质,如吲哚、萜烯等。目前,玉米诱导抗虫性的研究主要集中在B73等玉米自交系中。已有的研究发现在长期的玉米的驯化和育种的过程中,一些直接和间接的抗虫化合物会丢失,如北美很多玉米品系在受到玉米根萤叶甲的为害时不能产生 (E)-β-石竹烯这种能够吸引天敌昆虫的挥发物。但是,对于中国大田种植的玉米品种,在受到亚洲玉米螟为害后能否诱导产生包括(E)-β-石竹烯在内的多种与防御反应相关的化合物还是未知。此外,目前已报道的有关玉米诱导抗虫性的研究主要是在温室可控条件下进行的,而田间玉米的生长环境非常复杂,玉米基因表达和化合物的含量会受到多种生物和非生物因素影响,因此系统评价大田玉米在遭受亚洲玉米螟为害后诱导的与防御相关的化合物及基因表达变化研究十分必要。

  该研究证明了玉米品种京科968在受到亚洲玉米螟为害诱导后会产生抑制亚洲玉米螟生长发育的直接防御反应,也能产生吸引其寄生性天敌腰带长体茧蜂的间接诱导防御反应。该研究还从基因表达、苯并恶嗪酮类物质、植物激素及挥发物的含量变化等方面进一步揭示了亚洲玉米螟为害玉米诱导防御反应相关的生理生化及其分子机制。

  该研究得到中国农业科学院创新工程、国家重点研发计划项目和国家玉米产业技术体系专项资金的资助。(通讯员  刘明娜)

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/pbi.12949

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