近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所農(nóng)業(yè)有害生物基因組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了兩個關(guān)鍵玉米抗蟲“剎車基因”，首次解析了抗蟲“剎車基因”通過調(diào)控苯并惡嗪酮生物合成基因的表達(dá)，從而抑制抗蟲防御代謝的分子機(jī)制，為作物抗蟲遺傳改良提供了新靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》上。
苯并惡嗪酮類化合物是玉米中最豐富的抗蟲代謝產(chǎn)物，盡管其生物合成途徑已被廣泛研究，但其調(diào)控機(jī)制尚不明確。解析其調(diào)控機(jī)制，有助于增強(qiáng)玉米抗蟲能力，培育抗蟲玉米新品種，助力玉米害蟲綠色防治。
該研究通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定到一個與苯并惡嗪酮類化合物含量顯著相關(guān)的蛋白磷酸酶編碼基因。當(dāng)該基因被敲除時，玉米葉片中苯并惡嗪酮類化合物的含量顯著增加，使玉米對棉鈴蟲和草地貪夜蛾等害蟲的抗性增強(qiáng)。進(jìn)一步磷酸化蛋白組與分子互作實(shí)驗(yàn)表明，這一蛋白磷酸酶通過影響下游轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化水平，抑制了苯并惡嗪酮合成基因表達(dá)。這一發(fā)現(xiàn)為培育抗蟲玉米新品種提供了新思路。通過調(diào)控這兩個基因，有望在不影響玉米生長的情況下增強(qiáng)其抗蟲能力，減少農(nóng)藥使用。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計劃等項目的支持。（通訊員 馬昕怡）
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.70485
