揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院農(nóng)藥分子靶標(biāo)與環(huán)境毒理團(tuán)隊(duì)揭示脫落酸和茉莉酸信號(hào)通路在水稻防御褐飛虱中的作用機(jī)制

　　近日，揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院農(nóng)藥與分子靶標(biāo)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名期刊International Journal of Melecular Sciences發(fā)表了題為T(mén)ranscriptome Analysis Reveals Crosstalk between the Abscisic Acid and Jasmonic Acid Signaling Pathways in Rice-Mediated Defense against Nilaparvata lugens的研究論文。該研究通過(guò)褐飛虱為害后的水稻轉(zhuǎn)錄組分析，揭示了激素脫落酸（ABA）與茉莉酸（JA）聯(lián)合調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱的抗性。

 

　　水稻Oryza sativa 是禾本科植物，是世界上一種重要的糧食作物，為全球?qū)⒔?0%以上的人口提供口糧。按照目前全球人口數(shù)量的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在2025年，全球的產(chǎn)量需增加60%才能滿足人類(lèi)正常生活，它產(chǎn)量的多少與人們的日常生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，由于水稻是一種無(wú)法擺脫當(dāng)?shù)丨h(huán)境壓力的植物，因此解決生物和非生物脅迫對(duì)水稻產(chǎn)量的影響是全球最迫切的問(wèn)題。

 

　　褐飛虱Nilaparvata lugens，屬半翅目、同翅亞目、飛虱科，具有很高的生長(zhǎng)速率和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，容易大面積爆發(fā)，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷飛。褐飛虱是亞洲和東南亞水稻種植區(qū)最具有破壞性的害蟲(chóng)之一，可以直接取食水稻韌皮部，在莖部產(chǎn)卵并且可以傳播病毒，目前在我國(guó)已成為水稻的首要害蟲(chóng)。因此，如何提高水稻自身對(duì)害蟲(chóng)的抗性，選育抗蟲(chóng)品種有著極為重要的意義。

 

　　植物激素在植物體內(nèi)有至關(guān)重要的意義。昆蟲(chóng)在植物上產(chǎn)卵或取食植物時(shí)所產(chǎn)生分泌物中的特異性激發(fā)子會(huì)激活植物體內(nèi)的多種植物激素信號(hào)途徑，這些信號(hào)途徑進(jìn)一步激活防御基因的表達(dá)及直接防御、間接防御化合物的產(chǎn)生，使植物表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性。植物激素在調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育、參與植物抗逆性方面有著不可缺少的作用，它可以由外界的環(huán)境脅迫誘導(dǎo)產(chǎn)生，在植物體內(nèi)往往以低水平調(diào)節(jié)各種生理反應(yīng)。但植物如何協(xié)調(diào)波動(dòng)的生長(zhǎng)防御仍還不太清楚。脫落酸（ABA）和茉莉酸（JA）是兩種重要的植物激素，主要實(shí)現(xiàn)積極調(diào)節(jié)防御功能和生長(zhǎng)發(fā)育。

 

　　本研究旨在闡明水稻通過(guò)噴施外源激素從而影響體內(nèi)激素的表達(dá)而達(dá)到抗褐飛虱的目的，通過(guò)分析ABA和JA激素通路的差異基因，相關(guān)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)錄因子的差異變化以及其他可能影響植株表現(xiàn)抗蟲(chóng)的基因，明確激素間是否存在互作，從而調(diào)節(jié)相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子以及其他抗蟲(chóng)基因以達(dá)到抗蟲(chóng)的目的，為了解水稻抗蟲(chóng)的分子機(jī)制提供一個(gè)新的思路。

 

　　BPH與BPH + JA處理的差異表達(dá)基因（DEGs）共2727個(gè)； 1674個(gè)基因上調(diào)，1053個(gè)基因下調(diào)。 兩組（BA和BJ）共調(diào)控1223個(gè)基因； 519個(gè)基因表達(dá)上調(diào)，704個(gè)基因表達(dá)下調(diào)。通過(guò)對(duì)褐飛虱為害后水稻的轉(zhuǎn)錄組分析，構(gòu)建了一個(gè)ABA和JA協(xié)同調(diào)控水稻抗褐飛虱的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

 

　　我院農(nóng)藥與分子靶標(biāo)團(tuán)隊(duì)博士研究生李濟(jì)同第一作者；我院農(nóng)藥與分子靶標(biāo)團(tuán)隊(duì)劉景瀾教授為通訊作者。本研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

 

　　我院農(nóng)藥分子靶標(biāo)與環(huán)境毒理團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)一直從事農(nóng)藥毒理學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。近5年來(lái)主要開(kāi)展殺蟲(chóng)劑靶標(biāo)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、ABA在水稻抗褐飛虱中的功能及作用機(jī)制、新型光活化殺蟲(chóng)劑的環(huán)境毒理以及基于納米載體的綠色生物制劑的開(kāi)發(fā)等方面的研究。

 

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