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荻草谷网蚜唾液蛋白基因Sm13498的克隆及功能分析

2021-09-27陈巨莲

昆虫学报 2021年9期

付 裕, 王 倩, 张 勇, 陈巨莲

(中国农业科学院植物保护研究所, 植物病虫害生物学国家重点实验室, 北京 100193)

荻草谷网蚜Sitobionmiscanthi为我国小麦Triticumaestivum主产区麦蚜优势种(陈其湖和俞水炎, 1988),一直被误定为麦长管蚜Sitobionavenae(张广学, 1999)。在形态特征上,荻草谷网蚜与麦长管蚜的主要区别为:荻草谷网蚜的腹管长为尾片的1.40倍以上,后跗节Ⅱ短于喙节Ⅳ+Ⅴ的1.30倍,触角节Ⅲ圆形次生感觉圈分布于近基部2/3(张广学, 1999)。同时,Jiang等(2019)首次报道了荻草谷网蚜的基因组组装和解析工作,从分子水平上证明我国北方麦区的优势种蚜虫为荻草谷网蚜。

培育和利用抗虫品种是害虫绿色防控的重要措施,但由于蚜虫对小麦适应性强,导致目前生产上缺少优良抗蚜小麦品种资源。蚜虫唾液蛋白在蚜虫-植物互作中起着重要作用(Willetal., 2007)。Jones和Dangl(2006)曾提出了一个病原菌与植物竞争此消彼长的“Z字模型”(Zig-Zag Model)来解释病原菌与寄主植物复杂的动态互作关系。在此理论模型中,植物可通过细胞表面的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)感知病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern, PAMPs),从而引发植物免疫反应(PAMP-triggered immunity, PTI)。为了成功定殖,病原菌可分泌效应蛋白到寄主植物内干扰PTI,导致效应子引发的敏感(effector-triggered susceptibility, ETS)发生,但在长期进化中一些植物可产生抗性基因(resistance gene, R gene),其表达的抗性蛋白可识别效应子,进而引发效应子触发的免疫反应 (effector-triggered immunity, ETI),由此进一步阻止病原菌的侵染和扩展。研究发现此模型也适用于解释蚜虫-植物间的互作关系,蚜虫可通过针状口器分泌唾液蛋白进入植物体内进一步调节植物防御反应(Hogenhout and Bos, 2011; Elzinga and Jander, 2013)。……

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