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【聚焦“双一流”】我校在植物抗虫研究领域取得新进展

时间:2021-02-19 来源:生命科学学院 作者:生命科学学院 点击:

本网讯 218日,国际权威学术期刊《eLife》(影响因子7.08)在线发表了我校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团队题为 Volatile DMNT directly protects plants against Plutella xylostella by disrupting peritrophic matrix barrier in midgut 的研究论文。该研究发现了植物挥发性化合物DMNT直接抵御食草昆虫小菜蛾侵食的新机制,是在植物抗虫领域取得的一项标志性成果。

小菜蛾属于鳞翅目,是农业生产中的重要害虫,其寄主有40余种,主要包括甘蓝、青菜、花椰菜,大白菜,油菜等十字花科蔬菜和作物。小菜蛾生长周期短,繁殖速度快、世代重叠严重,常年危害蔬菜生产,且成虫为蛾,迁徙性强,极易给农业生产造成重大损失。因此,探究植物如何抵御小菜蛾的侵食,对开展农作物抗虫育种具有重要意义

 

通过近五年的研究,李培金团队发现,过表达DMNT合成酶关键基因PEN1的转基因拟南芥能够驱逐并显著抑制小菜蛾幼虫的生长和繁殖,化学合成的DMNT验证了该实验结果。进一步研究发现DMNT处理能破坏小菜蛾中肠内围食膜结构(peritrophic matrix),致使肠道保护屏障受损,最终导致肠道内微生物群落紊乱和幼虫死亡。尤为重要的是,肠道微生物在DMNT杀虫过程中发挥了关键作用。此外,该研究还发现DMNT能下调PxMucin基因的表达,从而影响围食膜的稳定。该工作系统揭示了DMNT参与植物直接抗虫的作用机制,为农作物抗虫育种研究提供了重要基因资源和理论依据。围绕这些研究,获国家发明专利授权2项,国家新型实用专利授权1项。

生命科学学院2018级博士生陈晨、2019级博士生陈红亿和2020级博士生黄世界为论文共同第一作者,李培金教授为通讯作者,我校为该论文第一通讯单位。这项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和我校高层次人才引进经费的资助。

论文链接:https://elifesciences.org/articles/63938