植物害虫研究室联合解析草地贪夜蛾SfApyrase介导植物防御机制

我所植物害虫研究室联合福建农林大学，在植物学知名期刊Plant Celland Environment（中科院一区，IF2023=6.0）在线发表了题“Salivary Protein Sfapyrase of Spodoptera frugiperda Stimulates Plant Defence Response”的研究论文。本研究对重大农业害虫草地贪夜蛾的唾液蛋白与植物防御反应进行了深入研究，明确了草地贪夜蛾三磷酸腺苷双磷酸酶SfApyrase介导植物防御的新机制。

基于前期基础，本研究克隆获得草地贪夜蛾蛋白基因SfApyrase，并发现其在害虫取食玉米后特异性高表达。对SfApyrase蛋白进行功能研究发现，SfApyrase蛋白能诱导植物防御反应，这种防御主要是通过茉莉酸信号所介导。反向遗传学基因沉默手段证实了SfApyrase是植物启动防御反应所必需，SfApyrase基因的沉默促进了草地贪夜蛾在植物上的危害。转录组测序明确了SfApyrase蛋白诱导了更多的基因上调表达，差异基因在次生代谢途径富集较多，其中参与苯并噁唑嗪类化合物生物合成的基因上调表达。同时，检测到玉米中苯并噁唑嗪类化合物M2BOA、DIM2BOA-Glc等的含量在SfApyrase蛋白处理下显著提高。本研究明确了草地贪夜蛾SfApyrase蛋白是一个唾液激发子蛋白，植物通过识别SfApyrase蛋白，激活茉莉酸信号为主的防御途径，促进抗虫物质苯并噁唑嗪类化合物的合成，以增强植物对草地贪夜蛾的抗性。

植保所与福建农林大学共同指导的硕士研究生姚杨为论文第一作者，植保所王然副研究员、福建农林大学王锦达副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2023YFD1200700；2023YFD1200703）、广西科技重大专项项目（AA22117004）、福建农林大学杰青项目（xjq202119）、北京市农林科学院优秀青年基金项目（YXQN202301）、现代农业产业技术体系（CARS-17）、福建省自然基金项目（2022J01615）的资助。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.15121