農(nóng)學(xué)院李付廣研究員團(tuán)隊(duì)在棉花間接防御害蟲的遺傳機(jī)制方面取得積極進(jìn)展
近日，鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院李付廣研究員科研團(tuán)隊(duì)在棉花間接防御害蟲的遺傳機(jī)制方面取得積極進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)亞洲棉中無(wú)蜜腺性狀在中國(guó)的傳播演化過(guò)程中受到強(qiáng)烈的選擇作用，揭示了蜜腺發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)控基因，并構(gòu)建蜜腺生長(zhǎng)發(fā)育的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為研究“植物—?jiǎng)游锘プ鳌焙屠妹巯傩誀钣N奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以“棉花花外蜜腺的遺傳進(jìn)化分析”為題在線發(fā)表于國(guó)際知名期刊《植物生物技術(shù)》（Plant Biotechnology Journal）上。
花外蜜腺分布十分廣泛，在被子植物100多個(gè)科中都有報(bào)道，可作為植物間接防御害蟲的性狀，其分泌的蜜汁可以作為食物吸引螞蟻等互惠動(dòng)物來(lái)對(duì)抗食草性昆蟲，增加植物—互惠動(dòng)物適應(yīng)性，對(duì)研究“植物—?jiǎng)游锘プ鳌奔翱瓜x育種具有重要意義。然而花外蜜腺在植物科學(xué)中的研究相對(duì)薄弱，被稱為“植物科學(xué)的沉睡之美”。該研究調(diào)查了棉屬27個(gè)種的葉片蜜腺，發(fā)現(xiàn)亞洲棉中無(wú)蜜腺性狀是由自然突變產(chǎn)生。進(jìn)一步對(duì)有/無(wú)葉蜜腺棉花材料進(jìn)行染色體分化情況分析，發(fā)現(xiàn)無(wú)蜜腺性狀受到強(qiáng)烈的自然/人工選擇作用，推測(cè)無(wú)蜜腺性狀更適合中國(guó)南方和長(zhǎng)江流域的農(nóng)業(yè)地理氣候。精細(xì)定位將候選區(qū)間縮小到~96 kb，該區(qū)間包含3個(gè)基因，其中GaNEC1基因所編碼蛋白包含5個(gè)氨基酸刪除，推測(cè)該突變可能引起蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致蛋白功能發(fā)生改變。該基因受到茉莉酸、茉莉酸抑制劑、乙烯、生長(zhǎng)素及傷害誘導(dǎo)，在有蜜腺棉花品種中干涉該基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)蜜腺細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生明顯變化，證實(shí)該基因參與調(diào)控棉花蜜腺發(fā)育。該研究構(gòu)建了蜜腺生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)苯丙烷代謝途徑可能在棉花間接防御過(guò)程中發(fā)揮重要作用，對(duì)棉花抗蟲育種具有重要意義。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.13366
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