近日，鄭州大學農(nóng)學院李付廣研究員科研團隊在棉花間接防御害蟲的遺傳機制方面取得積極進展，發(fā)現(xiàn)亞洲棉中無蜜腺性狀在中國的傳播演化過程中受到強烈的選擇作用，揭示了蜜腺發(fā)育的關鍵調(diào)控基因，并構建蜜腺生長發(fā)育的分子調(diào)控網(wǎng)絡，為研究“植物—動物互作”和利用蜜腺性狀育種奠定了基礎。相關研究成果以“棉花花外蜜腺的遺傳進化分析”為題在線發(fā)表于國際知名期刊《植物生物技術》（Plant Biotechnology Journal）上。

花外蜜腺分布十分廣泛，在被子植物100多個科中都有報道，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物來對抗食草性昆蟲，增加植物—互惠動物適應性，對研究“植物—動物互作”及抗蟲育種具有重要意義。然而花外蜜腺在植物科學中的研究相對薄弱，被稱為“植物科學的沉睡之美”。該研究調(diào)查了棉屬27個種的葉片蜜腺，發(fā)現(xiàn)亞洲棉中無蜜腺性狀是由自然突變產(chǎn)生。進一步對有/無葉蜜腺棉花材料進行染色體分化情況分析，發(fā)現(xiàn)無蜜腺性狀受到強烈的自然/人工選擇作用，推測無蜜腺性狀更適合中國南方和長江流域的農(nóng)業(yè)地理氣候。精細定位將候選區(qū)間縮小到~96 kb，該區(qū)間包含3個基因，其中GaNEC1基因所編碼蛋白包含5個氨基酸刪除，推測該突變可能引起蛋白質(zhì)三維結構改變，導致蛋白功能發(fā)生改變。該基因受到茉莉酸、茉莉酸抑制劑、乙烯、生長素及傷害誘導，在有蜜腺棉花品種中干涉該基因表達，發(fā)現(xiàn)蜜腺細胞的形態(tài)發(fā)生明顯變化，證實該基因參與調(diào)控棉花蜜腺發(fā)育。該研究構建了蜜腺生長發(fā)育的調(diào)控網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)苯丙烷代謝途徑可能在棉花間接防御過程中發(fā)揮重要作用，對棉花抗蟲育種具有重要意義。

原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.13366鄭州大學版權所有，禁止非法轉(zhuǎn)載！2020-08-06 11:11:05