基于黄酮合成通路基因表达特性的木薯对二斑叶螨防御机理初探

摘要

木薯是全球重要的粮食作物和经济作物。二斑叶螨(Tetranychus urticae Koch)是重要的外来入侵生物和我国木薯主产区的四大有害生物之一。抗螨品种的选育与利用是实现害螨绿色综合防控的重要手段,作物中具有抗螨功能的次生代谢物质和其调控基因的挖掘与利用是培育抗性品种的有效途径。黄酮类次生代谢物质在作物抵御虫害中发挥重要作用,但其合成通路基因在木薯抗二斑叶螨中的功能尚不清楚。基于此,本研究分析抗、感螨木薯品种被二斑叶螨取食不同时间(1、4 d)后,黄酮合成通路关键基因表达量的变化情况。结果表明:与螨害前相比,感螨木薯品种面包、SC9和BAR900的CHS、PGT1、F3H、FLS、LAR、C3'H和CYP93B_16基因的相对表达量总体呈先降低(1 d)再升高(4 d)至螨害前(0 d)水平的趋势,而抗螨木薯品种C1115、SC9和缅甸中的上述基因相对表达量总体呈先显著升高(1d)再降低(4d)的趋势,但均显著高于螨害前(0d)的水平。进一步比较螨害前后抗、感螨木薯品种黄酮合成通路基因表达量的差异发现,二斑叶螨为害1 d后,抗螨木薯品种中CHS、PGT1、FLS和C3'H的表达量显著高于感螨木薯品种。相关性分析表明,这4个基因的表达量与木薯抗螨性呈显著正相关。螨害前(0d)和螨害4d后,抗螨木薯品种中上述基因的表达量总体也高于感螨木薯品种。该研究结果表明,抗螨木薯品种受螨害后,可能通过诱导黄酮合成基因的上调,从而增加具有抗虫功能的黄酮类代谢物含量以抵御二斑叶螨为害。该研究为深入阐明木薯抗螨分子机理、选育和创制抗螨木薯品种提供理论基础。