本網(wǎng)訊 玉米螟是玉米上重大害蟲(chóng)之一，幼蟲(chóng)會(huì)蛀食玉米的葉片、莖稈、雌穗和籽粒，導(dǎo)致葉片出現(xiàn)蛀孔，莖稈折斷，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致產(chǎn)量損失30%以上。在與草食性昆蟲(chóng)的軍備競(jìng)賽中，植物進(jìn)化出多種防御策略，包括產(chǎn)生草食誘導(dǎo)的植物揮發(fā)物（HIPVs），這些物質(zhì)發(fā)揮直接或間接防御功能，一些HIPVs還可以作為植物之間的通訊信號(hào)，激活臨近植物的防御反應(yīng)。但玉米螟對(duì)HIPVs的反應(yīng)尚不明確。
近日，中科院一區(qū)植物學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（影響因子：9.3）在線(xiàn)發(fā)表了安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李培金團(tuán)隊(duì)題為“The plant terpenes DMNT and TMTT function as signaling compounds that attract Asian corn borer (Ostrinia furnacalis) to maize plants”的研究論文，發(fā)現(xiàn)被玉米螟幼蟲(chóng)取食的玉米釋放出帖烯類(lèi)揮發(fā)物DMNT/TMTT，可進(jìn)一步吸引玉米螟，這一研究結(jié)果將有助于人們深入認(rèn)識(shí)植物揮發(fā)物的生態(tài)功能。
在研究中，作者發(fā)現(xiàn)玉米的主要害蟲(chóng)亞洲玉米螟更傾向于選擇已被玉米螟幼蟲(chóng)取食過(guò)的玉米。通過(guò)對(duì)亞洲玉米螟取食的玉米幼苗進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)了兩種物質(zhì)可以解釋亞洲玉米螟的這種行為：(E)-4,8-二甲基壬-1,3,7-三烯（DMNT）和(3E,7E)-4,8,12-三甲基十三烯-1,3,7,11-四烯（TMTT），外源施加實(shí)驗(yàn)證實(shí)DMNT/ TMTT能夠吸引亞洲玉米螟幼蟲(chóng)。通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除玉米中負(fù)責(zé)合成DMNT/ TMTT的基因CYP92C5 和 CYP92C6，發(fā)現(xiàn)cyp92c6 和cyp92c5敲除突變體顯著減少了玉米螟對(duì)玉米的吸引力（圖1A）。這些發(fā)現(xiàn)揭示了DMNT和TMTT在吸引亞洲玉米螟行為中的新角色（圖1B），對(duì)玉米害蟲(chóng)的綠色防控及新型農(nóng)作物蟲(chóng)害防治策略的開(kāi)發(fā)具有重要參考價(jià)值。
圖1 cyp92c6/cyp92c5突變體使玉米對(duì)亞洲玉米螟幼蟲(chóng)的吸引力下降
注：圖中紅色箭頭代表玉米螟危害嚴(yán)重，玉米葉片折斷；白色圓圈指示玉米螟幼蟲(chóng)
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院趙孟潔博士為該論文的第一作者，博士生黃世界和碩士研究生張輕飏為該論文的共同第一作者，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李培金教授和研究團(tuán)隊(duì)青年教師王騰岳博士為該論文的共同通訊作者。本論文是趙孟潔博士前期發(fā)表在中科院一區(qū)期刊Pest Management Science論文“Structural modification of (3E)‐4,8‐dimethyl‐1,3,7‐nontriene enhances its ability to kill Plutella xylostella insect pests”基礎(chǔ)上取得的又一進(jìn)展。
本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2022YFD1201803-2)、安徽省科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（202203a06020005）和國(guó)家自然科學(xué)基金 (32171954，32202322）等項(xiàng)目的資助。（圖/ 文 李培金 編輯/ 程玉磊 預(yù)審/顧龍江 審核/夏曉昀）
原文鏈接：http://doi.org/10.1111/jipb.13763
