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茶树诱导抗虫机理解析取得重要进展
作者:张瑾      来源:改良中心     发布日期:2021-11-09     点击:      【字号:    

  近日,我所茶树遗传育种团队在灰茶尺蠖诱导茶树抗虫机理解析方面取得重要进展。研究论文以“(+)-Catechin, epicatechin and epigallocatechin are important inducible defensive compounds against Ectropis grisescens in tea plants”为题发表在国际知名期刊Plant, Cell & Environment(IF = 7.228)上。

  为了抵御植食性昆虫的为害,植物在进化过程中形成了包括组成抗性和诱导抗性在内的复杂防御体系。通过识别植食性昆虫相关激发子和为害模式,植物启动体内茉莉酸、水杨酸、乙烯、植物生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸等多种信号转导途径,并激活众多转录因子,最终产生系统性的抗虫防御反应。儿茶素是茶叶中的关键风味物质和功能成分。对茶树儿茶素类化合物的研究多集中于生物合成、对非生物胁迫的响应,以及利用低温、遮阴等非生物胁迫方法调控茶树中儿茶素类化合物的含量从而改善茶叶品质等方面。有研究结果证实儿茶素是黑杨体内重要的诱导抗菌活性成分。然而,儿茶素是否是植物体内的诱导抗虫物质至今尚未见报道。

  研究人员以此为切入点,系统地研究了灰茶尺蠖幼虫取食为害对后续幼虫生长发育、儿茶素各组分含量和多种植物激素含量的影响;在明确差异儿茶素组分可显著降低灰茶尺蠖幼虫生长发育速率的基础上,深入探究了多种植物激素信号途径在其中的调控作用。研究结果表明,灰茶尺蠖幼虫取食诱导茶树儿茶素、表儿茶素和表没食子儿茶素没食子酸酯含量显著积累,最终产生直接防御反应;这一过程受茉莉酸、乙烯和植物生长素信号途径的共同调控。该项研究不仅建立了灰茶尺蠖幼虫模拟取食的标准化方法,而且极大地加深了对茶树与灰茶尺蠖互作关系的理解。

  本研究得到中国农业科学院科技创新工程和国家自然科学基金的资助。李喜旺助理研究员和张瑾助理研究员为该论文的共同第一作者,孙晓玲研究员为该论文通讯作者。

  文章链接:

图1 灰茶尺蠖幼虫及田间为害状

图2 三种不同植物激素处理对灰茶尺蠖幼虫体重及叶片中儿茶素含量的影响