玉米抗蟲響應研究獲進展

　　玉米是我國乃至世界總產量最高的作物，在農業生產上占有重要地位，而每年由于蟲害導致的產量損失約占玉米總產量的10%以上。在我國，粘蟲（Mythimna separata Walker）是玉米生產面臨的重要威脅之一。粘蟲取食不但造成大量玉米減產，而且每年防治粘蟲必須使用大量農藥，造成了不可忽視的環境和生態問題。了解粘蟲和玉米間如何相互作用對玉米自身誘導抗蟲性和培育新型抗蟲玉米、開發有效生物防控手段有重要意義。然而，玉米在受到粘蟲取食后，如何通過啟動基因轉錄、蛋白表達，以及合成和積累抗蟲相關次生代謝產物，從而增強自身對粘蟲的抗性，人們所知甚少。

　　中國科學院昆明植物研究所吳建強研究組與中國科學院大連化學物理研究所許國旺研究組、德國馬普化學生態學研究所教授Ian T. Baldwin研究室合作，深入分析了玉米受到機械損傷及模擬粘蟲取食處理前后，轉錄組、蛋白質組、代謝組以及抗蟲相關激素的變化。研究發現，玉米可以特異地識別粘蟲口水中的某些誘導因子，并啟動一系列強烈的抗性反應。與機械損傷相比，玉米在識別模擬粘蟲取食后，能夠誘導更多、更強烈的基因、蛋白和次生代謝產物的轉錄、翻譯及合成。該研究還首次對玉米抗蟲響應的轉錄組和蛋白質組進行了關聯研究，發現它們之間存在較弱的關聯。研究發現近300個轉錄因子參與粘蟲取食誘導的響應。通過大規模數據分析，該研究首次揭示了玉米在特異識別粘蟲取食后，在轉錄、蛋白以及次生代謝產物層面，如何進行有效的抵御，為玉米品種改良及新品種培育，提供了大量的候選基因、蛋白和代謝物的基礎數據。

　　最近，該研究結果以Oral secretions from Mythimna separata insects specifically induce defense responses in maize as revealed by high-dimensional biological data 為題在植物學期刊Plant Cell & Environment 上發表。以上研究獲得中科院先導專項B（XDB11050200）、云南省高端人才項目（2012HA016）、西部之光項目以及馬普伙伴小組等項目的支持。

　　玉米對粘蟲的特異抗性響應模式圖