本文轉自:中工網

小麥抗蚜品種爲何長期匱乏?科學家找到箇中原因

工人日報-中工網記者 黃哲雯

近日,中國農業科學院植物保護研究所糧食作物害蟲監測與控制創新團隊研究發現,麥蚜唾液蛋白效應子Sg2204可抑制小麥防禦反應,從而促進麥蚜的寄主適應性。相關研究成果發表在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》。

麥蚜爲小麥生產上的重大害蟲,嚴重威脅小麥生產及糧食安全,培育抗蟲小麥品種是防止蚜蟲爲害最經濟有效的途徑之一。但由於針對麥蚜-小麥互作機制瞭解較少,導致當前小麥生產上抗蚜品種長期匱乏。

麥二叉蚜候選效應子Sg2204抑制植物免疫反應

該研究以麥蚜主要種類之一麥二叉蚜爲研究對象,通過蚜蟲唾液腺轉錄組及唾液蛋白質譜聯合分析,成功鑑定76個唾液蛋白,其中功能未知蛋白Sg2204在蚜蟲取食小麥過程中高表達,在菸草及小麥葉片中瞬時表達Sg2204可抑制植物免疫反應;取食表達Sg2204小麥葉片後麥二叉蚜存活率、產蚜量及韌皮部取食時間顯著增加。

相反,利用RNA干擾技術抑制該基因表達後,蚜蟲可誘導更強的植物防禦反應並導致其寄主適應性顯著下降。該研究進一步證實了Sg2204在抑制小麥防禦反應中的重要作用,及其作爲靶標基因在麥蚜防控中的應用潛力。

研究發現,荻草谷網蚜、玉米蚜、豌豆蚜、桃蚜的Sg2204同源蛋白均可抑制植物防禦反應,干擾該基因表達後可導致蚜蟲寄主適應性顯著降低,表明該蛋白作爲效應子在不同蚜蟲中具有功能保守性。該研究爲解析麥蚜致害機制奠定基礎,爲研發蚜蟲新型防控技術及培育抗蚜小麥品種提供了新思路。

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