本網(wǎng)訊 2月18日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《eLife》（影響因子7.08）在線(xiàn)發(fā)表了我校生命科學(xué)學(xué)院作物抗逆育種與減災(zāi)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室李培金團(tuán)隊(duì)題為 “Volatile DMNT directly protects plants against Plutella xylostella by disrupting peritrophic matrix barrier in midgut” 的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了植物揮發(fā)性化合物DMNT直接抵御食草昆蟲(chóng)小菜蛾侵食的新機(jī)制，是在植物抗蟲(chóng)領(lǐng)域取得的一項(xiàng)標(biāo)志性成果。
小菜蛾屬于鱗翅目，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要害蟲(chóng)，其寄主有40余種，主要包括甘藍(lán)、青菜、花椰菜，大白菜，油菜等十字花科蔬菜和作物。小菜蛾生長(zhǎng)周期短，繁殖速度快、世代重疊嚴(yán)重，常年危害蔬菜生產(chǎn)，且成蟲(chóng)為蛾，遷徙性強(qiáng)，極易給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大損失。因此，探究植物如何抵御小菜蛾的侵食，對(duì)開(kāi)展農(nóng)作物抗蟲(chóng)育種具有重要意義。
通過(guò)近五年的研究，李培金團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)DMNT合成酶關(guān)鍵基因PEN1的轉(zhuǎn)基因擬南芥能夠驅(qū)逐并顯著抑制小菜蛾幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)和繁殖，化學(xué)合成的DMNT驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)結(jié)果。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)DMNT處理能破壞小菜蛾中腸內(nèi)圍食膜結(jié)構(gòu)（peritrophic matrix），致使腸道保護(hù)屏障受損，最終導(dǎo)致腸道內(nèi)微生物群落紊亂和幼蟲(chóng)死亡。尤為重要的是，腸道微生物在DMNT殺蟲(chóng)過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)DMNT能下調(diào)PxMucin基因的表達(dá)，從而影響圍食膜的穩(wěn)定。該工作系統(tǒng)揭示了DMNT參與植物直接抗蟲(chóng)的作用機(jī)制，為農(nóng)作物抗蟲(chóng)育種研究提供了重要基因資源和理論依據(jù)。圍繞這些研究，獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)2項(xiàng)，國(guó)家新型實(shí)用專(zhuān)利授權(quán)1項(xiàng)。
生命科學(xué)學(xué)院2018級(jí)博士生陳晨、2019級(jí)博士生陳紅億和2020級(jí)博士生黃世界為論文共同第一作者，李培金教授為通訊作者，我校為該論文第一通訊單位。這項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和我校高層次人才引進(jìn)經(jīng)費(fèi)的資助。
論文鏈接：https://elifesciences.org/articles/63938
