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    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

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2022-07-20 09:35 來(lái)源:揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院 原文:
    核心提示: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。
      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Transcriptome 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。因此,如何提高水稻自身對(duì)害蟲的抗性,選育抗蟲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基因以達(dá)到抗蟲的目的,為了解水稻抗蟲的分子機(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)主要開展殺蟲劑靶標(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、新型光活化殺蟲劑的環(huán)境毒理以及基于納米載體的綠色生物制劑的開發(fā)等方面的研究。
     
      文章鏈接:http://www.mdpi.com/1422-0067/23/11/6319
    日期:2022-07-20
     
     
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