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金沙澳门官网4166我国揭示玉米虫害间接防御基因

时间:2019-09-07 15:07来源:科学研究
中国农科院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 近日,从中国农业科学院生物技术研究所获悉,该所玉米功能基因组创新团队与中国农科院植物保护研究所

中国农科院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

近日,从中国农业科学院生物技术研究所获悉,该所玉米功能基因组创新团队与中国农科院植物保护研究所合作,在揭示玉米虫害间接防御基因—萜类合成酶基因TPS10表达调控机制上取得新进展。该研究成果在线发表于最新一期的国际着名刊物《植物学杂志》上。 据悉,植物中天然存在着复杂的防御体系,当植物受到害虫咬噬后,其释放的萜类化合物可以吸引害虫天敌来启动间接防御系统。玉米作为我国的第一大作物,虫害是制约玉米产量的关键因素之一。因此研究玉米萜类合成酶基因的表达调控机制,对于解析玉米防御体系的分子调控网络及培育抗虫玉米品种具有重要意义。 玉米萜类合成酶TPS10是催化玉米倍半萜类物质产生的关键酶,该研究团队利用模式植物“拟南芥”分析玉米TPS10基因的启动子序列,得到启动子-300至-200区段为基因诱导表达所必须的功能序列,通过酵母单杂交、生物信息学分析、凝胶阻滞、原生质体瞬时表达分析及转基因玉米验证,最终确定玉米EREB58基因是调控玉米TPS10基因表达的关键基因。EREB58基因编码一个ERF家族的转录因子,通过与TPS10启动子中的顺式作用原件GCC-box结合,激活TPS10基因的表达并诱导玉米产生法尼烯和-α-香柑油烯,达到间接防御的目的。该研究工作揭示了ERF家族中的EREB58基因通过调控TPS10基因的表达参与玉米的间接防御,为解析玉米及其他植物防御体系的分子调控网络提供新的研究思路。

近日,从中国农业科学院生物技术研究所获悉,该所玉米功能基因组创新团队与中国农科院植物保护研究所合作,在揭示玉米虫害间接防御基因—萜类合成酶基因TPS10表达调控机制上取得新进展。该研究成果在线发表于最新一期的国际着名刊物《植物学杂志(ThePlantJournal)》上。

近日,从中国农业科学院生物技术研究所获悉,该所玉米功能基因组创新团队与中国农科院植物保护研究所合作,在揭示玉米虫害间接防御基因萜类合成酶基因TPS10表达调控机制上取得新进展。该研究成果在线发表于最新一期的国际着名刊物《植物学杂志》上。

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据悉,植物中天然存在着复杂的防御体系,当植物受到害虫咬噬后,其释放的萜类化合物可以吸引害虫天敌来启动间接防御系统。玉米作为我国的第一大作物,虫害是制约玉米产量的关键因素之一。因此研究玉米萜类合成酶基因的表达调控机制,对于解析玉米防御体系的分子调控网络及培育抗虫玉米品种具有重要意义。

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本报讯 近日,中国农业科学院植物保护研究所研究员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。

玉米萜类合成酶TPS10是催化玉米倍半萜类物质产生的关键酶,该研究团队利用模式植物“拟南芥”分析玉米TPS10基因的启动子序列,得到启动子-300至-200区段为基因诱导表达所必须的功能序列,通过酵母单杂交、生物信息学分析、凝胶阻滞、原生质体瞬时表达分析及转基因玉米验证,最终确定玉米EREB58基因是调控玉米TPS10基因表达的关键基因。EREB58基因编码一个ERF家族的转录因子,通过与TPS10启动子中的顺式作用原件GCC-box结合,激活TPS10基因的表达并诱导玉米产生法尼烯和-α-香柑油烯,达到间接防御的目的。该研究工作揭示了ERF家族中的EREB58基因通过调控TPS10基因的表达参与玉米的间接防御,为解析玉米及其他植物防御体系的分子调控网络提供新的研究思路。

据悉,植物中天然存在着复杂的防御体系,当植物受到害虫咬噬后,其释放的萜类化合物可以吸引害虫天敌来启动间接防御系统。玉米作为我国的第一大作物,虫害是制约玉米产量的关键因素之一。因此研究玉米萜类合成酶基因的表达调控机制,对于解析玉米防御体系的分子调控网络及培育抗虫玉米品种具有重要意义。

玉米在受到害虫为害后,会产生对昆虫具有忌避、拒食或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驯化和育种过程中,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 -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-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。

玉米萜类合成酶TPS10是催化玉米倍半萜类物质产生的关键酶,该研究团队利用模式植物“拟南芥”分析玉米TPS10基因的启动子序列,得到启动子-300至-200区段为基因诱导表达所必须的功能序列,通过酵母单杂交、生物信息学分析、凝胶阻滞、原生质体瞬时表达分析及转基因玉米验证,最终确定玉米EREB58基因是调控玉米TPS10基因表达的关键基因。EREB58基因编码一个ERF家族的转录因子,通过与TPS10启动子中的顺式作用原件GCC-box结合,激活TPS10基因的表达并诱导玉米产生法尼烯和-α-香柑油烯,达到间接防御的目的。该研究工作揭示了ERF家族中的EREB58基因通过调控TPS10基因的表达参与玉米的间接防御,为解析玉米及其他植物防御体系的分子调控网络提供新的研究思路。

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。

该研究得到了国家自然科学基金的资助。李圣彦、汪海为文章的共同第一作者,郎志宏、黄大昉为通讯作者。

据悉,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。

研究成果在线发表链接:

《中国科学报》 (2018-05-23 第6版 科研)

编辑:科学研究 本文来源:金沙澳门官网4166我国揭示玉米虫害间接防御基因

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