植物科学前沿:研究揭示昆虫病原真菌协同作用诱导玉米防御反应的机制

来源：植物保护研究所2022-03-20 08:39

近日，中国农业科学院植物保护研究所作物害虫监测与防治创新团队揭示，球孢白僵菌和棘白木霉的协同作用，通过激发抗氧化剂和植物激素信号，增强了植食性害虫诱导的玉米防御机制。相关研究成果发表于《植物科学前沿（ Frontiers in Plant Science ）》。亚洲玉米螟一直是威胁玉米稳产高产的重要因素之一。随着我国对玉米病虫害绿色防控技术的需求日益增加

近日，中国农业科学院植物保护研究所作物害虫监测与防治创新团队揭示，球孢白僵菌和棘白木霉的协同作用，通过激发抗氧化剂和植物激素信号，增强了植食性害虫诱导的玉米防御机制。相关研究成果发表于《植物科学前沿（ Frontiers in Plant Science ）》。

亚洲玉米螟一直是威胁玉米稳产高产的重要因素之一。随着我国对玉米病虫害绿色防控技术的需求日益增加，利用昆虫病原真菌诱导玉米全生育期的防御反应，从而提高玉米的抗虫效果，是玉米螟虫等害虫绿色防控的重要策略之一。

本研究利用球孢白僵菌(OFDH1-5)和棘孢木霉(GDFS1009)对玉米种子进行包衣，从防御酶活性、非靶向代谢产物、植物激素和基因表达等方面探索其诱导玉米全株防御机制。结果表明，球孢白僵菌和棘孢木霉复合施用后，玉米体内脯氨酸和超氧化物歧化酶等相关防御酶被激活，增加了玉米心叶期的诱导抗性，玉米叶片中检测到491个显著上调的代谢产物和130个显著下调的代谢产物。通过WGCNA加权基因共表达网络分析和RT-qPCR表达分析，鉴定出13个与茉莉酸-乙烯信号通路和抗氧化剂高度相关的候选基因。此外，研究还发现，两种真菌的组合可以诱导玉米体内茉莉酸、水杨酸和乙烯等防御激素的增加。因此，复合种衣剂可以通过直接诱导玉米防御基因的增强表达，间接激活抗氧化剂和植物激素的产生，协同抑制玉米螟的免疫反应，增强田间玉米的诱导抗性。该研究结果为通过田间诱导昆虫病原真菌提高玉米螟抗性奠定了基础，对玉米螟的综合防治和化学农药的减少具有重要意义。(100yiyao.com)

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