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植保所在miRNA跨界介导水稻-飞虱互作的抗虫机制研究方面取得新进展

时间:2023-08-03 17:23 来源:植保所 【字体:

  近日,植保所农业生物安全团队在农林学领域TOP期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(中科院一区,SCI IF=6.1)上发表题为“Osa-miR162a Enhances the Resistance to the Brown Planthopper viaα‑Linolenic Acid Metabolism in Rice (Oryza sativa)”的研究论文。植保所陈洁副研究员为论文第一作者,陈洁副研究员和张振飞研究员为论文共同通讯作者,果树所沈文忠博士参与了该项研究。植保所为第一署名单位,中山大学和果树所为共同合作单位。

  水稻是我国乃至全球最重要的粮食作物,其产量高低直接关系到粮食安全。褐飞虱是水稻最重要的害虫,历史上曾多次暴发成灾。一直以来,农药防治是提高水稻抗虫性的主要手段,不仅对环境造成了巨大破坏,也使得褐飞虱的抗性不断增强。近年来,科学家发现植物中的miRNA可以通过调控自身生长发育来抵御昆虫的危害,在植物-害虫天然互作中发挥巨大功能。

  本研究综合运用代谢组学、分子生物学、植物生态学和昆虫行为学等多学科交叉,发现褐飞虱为害水稻后诱导水稻miR-162a的表达从而启动自身的防御应答,既通过跨界沉默的方式负调控褐飞虱的生殖和发育,又通过抑制水稻a-亚麻酸代谢通路来降低褐飞虱的寄主选择性,但也降低了茉莉酸介导的防御反应,这可能是害虫-寄主在长期进化中形成的竞争性机制。本研究首次揭示了miR-162a在水稻-褐飞虱互作中的新抗虫机制,不仅丰富了植物miRNA的理论基础,也展示了植物miRNA在害虫防治中的广阔应用前景。

  本研究得到了国家自然科学基金(31972262,32172507),国家重点研发项目(2021YFD1401100),广东省农科院农业优势产业学科团队建设项目(202117TD)和广东省农科院人才引进项目(R2021YJ-QG002)等项目的资助。

  原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c02637

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