玉米蟲害間接防御基因表達調控機制取得新進展

近日，從中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所獲悉，該所玉米功能基因組創(chuàng)新團隊與中國農(nóng)科院植物保護研究所合作，在揭示玉米蟲害間接防御基因——萜類合成酶基因TPS10 表達調控機制上取得新進展。該研究成果在線發(fā)表于最新一期的《植物學雜志（The Plant Journal）》上。

據(jù)悉，植物中天然存在著復雜的防御體系，當植物受到害蟲咬噬后，其釋放的萜類化合物可以吸引害蟲天敵來啟動間接防御系統(tǒng)。玉米作為我國的第一大作物，蟲害是制約玉米產(chǎn)量的關鍵因素之一。因此研究玉米萜類合成酶基因的表達調控機制，對于解析玉米防御體系的分子調控網(wǎng)絡及培育抗蟲玉米品種具有重要意義。

玉米萜類合成酶TPS10 是催化玉米倍半萜類物質產(chǎn)生的關鍵酶，該研究團隊利用模式植物“擬南芥”分析玉米TPS10 基因的啟動子序列，得到啟動子-300至-200 區(qū)段為基因誘導表達所必須的功能序列，通過酵母單雜交、生物信息學分析、凝膠阻滯、原生質體瞬時表達分析及轉基因玉米驗證，最終確定玉米EREB58基因是調控玉米TPS10基因表達的關鍵基因。EREB58 基因編碼一個ERF（植物轉錄因子）家族的轉錄因子，通過與TPS10 啟動子中的順式作用原件GCC-box 結合，激活TPS10 基因的表達并誘導玉米產(chǎn)生法尼烯和（E）-α-香柑油烯，達到間接防御的目的。該研究工作揭示了ERF 家族中的EREB58 基因通過調控TPS10 基因的表達參與玉米的間接防御，為解析玉米及其他植物防御體系的分子調控網(wǎng)絡提供新的研究思路。