研究揭示昆蟲(chóng)病原真菌協(xié)同作用誘導(dǎo)玉米防御反應(yīng)機(jī)制

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所糧食作物害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)與控制創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了球孢白僵菌和棘孢木霉菌協(xié)同作用通過(guò)激發(fā)抗氧化劑和植物激素信號(hào)增強(qiáng)了植食性害蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的玉米防御機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物科學(xué)前沿（ Frontiers in Plant Science ）》上。

 

　　亞洲玉米螟一直是威脅玉米穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要因素之一。隨著我國(guó)對(duì)玉米病蟲(chóng)害綠色防控技術(shù)需求的日益增加，利用昆蟲(chóng)病原真菌誘導(dǎo)玉米全生期的防御反應(yīng)，從而提高玉米抗蟲(chóng)效果是玉米螟等害蟲(chóng)綠色防控的重要策略之一。

 

　　該研究利用孢白僵菌（OFDH1-5）和棘孢木霉菌（GDFS1009）兩種真菌對(duì)玉米種子進(jìn)行復(fù)配包衣處理，并從防御酶活性、非靶向代謝物、植物激素和基因表達(dá)等方面對(duì)兩者協(xié)同誘導(dǎo)的玉米全株防御機(jī)制進(jìn)行了探究。結(jié)果顯示球孢白僵菌和棘孢木霉菌復(fù)合應(yīng)用后，玉米脯氨酸、超氧化物歧化酶等相關(guān)防御酶得到了激活，增加玉米心葉期誘導(dǎo)抗性，并在玉米葉片中檢測(cè)到了491個(gè)顯著上調(diào)代謝物和130個(gè)顯著下調(diào)代謝物。通過(guò)WGCNA加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析和RT-qPCR 表達(dá)分析鑒定出了13個(gè)與茉莉酸-乙烯信號(hào)通路和抗氧化劑高度相關(guān)的候選基因。此外，研究還發(fā)現(xiàn)兩種真菌聯(lián)合后能誘導(dǎo)玉米中的茉莉酸、水楊酸和乙烯等防御激素含量的升高。因此，復(fù)合種子包衣可以通過(guò)直接誘導(dǎo)玉米防御基因的增強(qiáng)表達(dá)和間接激活抗氧化劑和植物激素的產(chǎn)生來(lái)協(xié)同抑制玉米螟免疫反應(yīng)并增強(qiáng)田間玉米誘導(dǎo)抗性。該研究成果為在田間條件下利用昆蟲(chóng)病原真菌誘導(dǎo)來(lái)提高玉米抗螟性奠定了基礎(chǔ)，對(duì)于玉米螟綜合防控和化學(xué)農(nóng)藥的減量具有重要意義。

 

　　該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院重大科研任務(wù)和國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.790504