近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所王振營研究團隊最新研究揭示了大田玉米心葉期受到亞洲玉米螟為害時能誘導(dǎo)產(chǎn)生直接和間接的防御反應(yīng)的生理生化和分子機制。該研究結(jié)果為利用誘導(dǎo)防御反應(yīng)控制亞洲玉米螟提供了科學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
玉米在受到害蟲為害后,會產(chǎn)生對昆蟲具有忌避、拒食或(和)毒殺作用的直接抗蟲物質(zhì),如苯并惡嗪酮類物質(zhì),也會產(chǎn)生引誘害蟲的捕食性或寄生性天敵的間接抗蟲物質(zhì),如吲哚、萜烯等。目前,玉米誘導(dǎo)抗蟲性的研究主要集中在B73等玉米自交系中。已有的研究發(fā)現(xiàn)在長期的玉米的馴化和育種的過程中,一些直接和間接的抗蟲化合物會丟失,如北美很多玉米品系在受到玉米根螢葉甲的為害時不能產(chǎn)生 (E)-β-石竹烯這種能夠吸引天敵昆蟲的揮發(fā)物。但是,對于中國大田種植的玉米品種,在受到亞洲玉米螟為害后能否誘導(dǎo)產(chǎn)生包括(E)-β-石竹烯在內(nèi)的多種與防御反應(yīng)相關(guān)的化合物還是未知。此外,目前已報道的有關(guān)玉米誘導(dǎo)抗蟲性的研究主要是在溫室可控條件下進行的,而田間玉米的生長環(huán)境非常復(fù)雜,玉米基因表達和化合物的含量會受到多種生物和非生物因素影響,因此系統(tǒng)評價大田玉米在遭受亞洲玉米螟為害后誘導(dǎo)的與防御相關(guān)的化合物及基因表達變化研究十分必要。
該研究證明了玉米品種京科968在受到亞洲玉米螟為害誘導(dǎo)后會產(chǎn)生抑制亞洲玉米螟生長發(fā)育的直接防御反應(yīng),也能產(chǎn)生吸引其寄生性天敵腰帶長體繭蜂的間接誘導(dǎo)防御反應(yīng)。該研究還從基因表達、苯并惡嗪酮類物質(zhì)、植物激素及揮發(fā)物的含量變化等方面進一步揭示了亞洲玉米螟為害玉米誘導(dǎo)防御反應(yīng)相關(guān)的生理生化及其分子機制。
該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程、國家重點研發(fā)計劃項目和國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金的資助。(通訊員 劉明娜)
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/pbi.12949