PBJ | 安徽农业大学李培金团队在玉米抗蚜虫研究领域最新进展

2024年8月19日 0条评论 94次阅读 0人点赞
蚜虫是玉米的主要虫害之一，其生长周期短、繁殖速度快、能传播病毒，在玉米整个生长期均易发生。玉米一旦感染蚜虫，短时间内便会迅速蔓延，形成大面积危害，导致植株生长迟滞、早衰和干枯，最终造成减产和籽粒品质下降。因此，如何有效提高抗蚜能力已成为玉米育种领域亟待解决的重要问题。
近日，安徽农业大学生命科学学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李培金教授团队在植物学权威期刊《Plant Biotechnology Journal》（中科院1区，IF=10.1）上发表了题为“Loss-of-function of LIGULELESS1 activates the jasmonate pathway and promotes maize resistance to corn leaf aphids”的研究论文。该研究揭示了SPL家族调控叶夹角的关键基因LG1在玉米抗蚜虫过程中的功能和调控机制。
李培金教授研究团队长期致力于玉米抗虫研究，鉴定到一个名为resistance to aphids 1（rta1）的玉米突变体，该突变体表现出显著的抗蚜特性。通过基因克隆和转基因实验，发现rta1的抗蚜表型由LG1突变引起（图1）。进一步研究证实，LG1与JA途径的抑制因子ZIM1相互作用，通过削弱COI1a-ZIM1互作来稳定ZIM1，从而影响苯并噁嗪类等抗虫化合物的合成。此外，LG1启动子存在的自然变异也会影响其表达水平，进而调控玉米的抗蚜能力。
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图1. 敲除RTA1 (LG1) 使玉米对蚜虫的抗性增强。

（a）B73 和 rta1 (lg1) 植株上蚜虫的积累情况。比例尺为1 cm。（b）蚜虫在B73 和 lg1上的取食运动轨迹比较。（c）玉米叶鞘横切面中 LG1 mRNA 的 RNA 原位杂交结果。正义RNA探针用作阴性对照（左图）。Sc，叶鞘细胞；P，韧皮部；X，木质部。比例尺为50 μm。（d）LG1 基因表达受蚜虫侵害影响。

安徽农业大学生命科学学院博士生黄世界、青年教师王传宏和硕士生汪玲为论文的共同第一作者，李培金教授为通讯作者。中国农业科学院作物科学研究所谢传晓研究员参与了研究工作。该项研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1201803）、安徽省重大科技专项（202203a06020005）和国家自然科学基金（32171954，32372084）等项目的支持。
该项研究成果的发表，为玉米抗蚜虫育种提供了新的理论依据和重要遗传材料，标志着玉米抗虫害研究领域的一大进展。
原文链接：http://doi.org/10.1111/pbi.14451
文章来源：植物生物技术Pbj

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