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《PANS》 发表万建民院士团队“An R2R3 MYB transcription factor confers brown planthopper resistance by regulating the phenylalanine ammonia-lyase pathway inrice”

发布人: 发布日期: 2019-12-21 浏览次数:

12月17日,国际著名综合性期刊Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(美国国家科学院院刊)在线发表了南京农业大学万建民院士团队在水稻抗褐飞虱机制解析方面的最新研究成果“An R2R3 MYB transcription factor confers brown planthopper resistance by regulating the phenylalanine ammonia-lyase pathway inrice”。

褐飞虱是一种暴发性和致害性极强的远距离迁飞性害虫,常群居稻株基部,吸食汁液,引起植株萎焉枯死,导致减产甚至绝收,严重影响水稻的产量及品质,是当前水稻生产上的首要害虫。此外,褐飞虱还是水稻病毒病的传播媒介。目前针对褐飞虱及其传播病毒病的防治措施主要是依赖化学杀虫剂,而长期过量使用化学杀虫剂,不但使环境日趋恶化,产生农药残留,严重危害人类健康;而且杀死天敌,破坏生态平衡,并促使害虫产生抗药性。抗虫品种的应用被认为是最为经济有效的防治措施。克隆抗褐飞虱基因、解析抗性机制对于水稻抗褐飞虱的遗传改良具有重要意义。

苯丙氨酸氨裂合酶(Phenylalanine ammonia-lyase, PAL)是参与植物防御病原菌的一个关键酶,但其在昆虫抗性中的作用仍知之甚少。本研究通过转录组分析,发现褐飞虱取食显著诱导了水稻中多个PAL基因的表达。降低抗虫品种中OsPAL的表达显著降低水稻对褐飞虱的抗性,而在感虫品种中过表达OsPAL8显著提高了水稻对褐飞虱的抗性,并发现OsPAL可能通过调节水杨酸和木质素的生物合成介导水稻对褐飞虱的抗性。进一步研究发现,一个R2R3MYB转录因子OsMYB30直接结合OsPAL6和OsPAL8启动子上的AC-like元件,调控褐飞虱取食对OsPAL6和OsPAL8的诱导表达,从而解析了OsMYB30调控OsPALs表达激活水稻对褐飞虱抗性的新途径。

万建民院士和袁隆平院士为该研究论文的通讯作者,南京农业大学博士后何俊和刘裕强教授为共同第一作者。本研究是万建民院士团队继成功克隆广谱、持久抗褐飞虱基因Bph3及在《Nature Biotechnology》《Nature Communications》《CellResearch》等刊物上发表多篇研究论文后,在水稻抗病虫研究领域取得的又一重要成果。