麥二叉蚜 中國農(nóng)科院供圖
近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所糧食作物害蟲監(jiān)測與控制創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn)，麥蚜唾液蛋白效應子Sg2204可抑制小麥防御反應，從而促進麥蚜的寄主適應性。相關研究成果發(fā)表于《植物生物技術(shù)》（Plant Biotechnology Journal）。
麥蚜為小麥生產(chǎn)上的重大害蟲，嚴重威脅小麥生產(chǎn)及糧食安全，培育抗蟲小麥品種是防止蚜蟲為害最經(jīng)濟有效的途徑之一。但由于針對麥蚜—小麥互作機制了解較少，導致當前小麥生產(chǎn)上抗蚜品種長期匱乏。
該研究以麥蚜主要種類之一麥二叉蚜為研究對象，通過蚜蟲唾液腺轉(zhuǎn)錄組及唾液蛋白質(zhì)譜聯(lián)合分析，成功鑒定76個唾液蛋白，其中功能未知蛋白Sg2204在蚜蟲取食小麥過程中高表達，在煙草及小麥葉片中瞬時表達Sg2204可抑制植物免疫反應；取食表達Sg2204小麥葉片后麥二叉蚜存活率、產(chǎn)蚜量及韌皮部取食時間顯著增加。
相反，利用RNA干擾技術(shù)抑制該基因表達后，蚜蟲可誘導更強的植物防御反應并導致其寄主適應性顯著下降，進一步證實了Sg2204在抑制小麥防御反應中的重要作用及其作為靶標基因在麥蚜防控中的應用潛力。
研究發(fā)現(xiàn)，荻草谷網(wǎng)蚜、玉米蚜、豌豆蚜、桃蚜的Sg2204同源蛋白均可抑制植物防御反應，干擾該基因表達后可導致蚜蟲寄主適應性顯著降低，表明該蛋白作為效應子在不同蚜蟲中具有功能保守性。
該研究為解析麥蚜致害機制奠定基礎，為研發(fā)蚜蟲新型防控技術(shù)及培育抗蚜小麥品種提供了新思路。該研究得到國家自然科學基金、中國捐贈CABI發(fā)展基金等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13900
