蛋白質(zhì)限制蚜蟲(chóng)對(duì)樹(shù)液的吸收
于默奧大學(xué)和瓦赫寧根大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了植物如何抵御蚜蟲(chóng)。他們?cè)谝曨l中記錄了蚜蟲(chóng)的行為,并確定了一種植物蛋白質(zhì),可防止蚜蟲(chóng)進(jìn)食。結(jié)果發(fā)表在The Plant Cell上。
在她的博士學(xué)位期間,Karen Kloth研究了從北半球350個(gè)不同地點(diǎn)采集的模式植物擬南芥的不同品種的蚜蟲(chóng)攝食行為。她與其他荷蘭研究人員一起建立了一個(gè)視頻跟蹤平臺(tái),用于測(cè)量蚜蟲(chóng)穿透植物并進(jìn)食的頻率。
在抗性植物上,蚜蟲(chóng)從富含糖的汁液中攝取的量少于對(duì)易感植物的攝食量。這種行為與一種特定的植物基因有關(guān),編碼一種功能未知的蛋白質(zhì)。在Umeå植物科學(xué)中心,UPS,Umeå大學(xué),研究人員隨后研究了蛋白質(zhì)在植物中的位置。他們用熒光蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化植物,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)覆蓋在富含糖液的樹(shù)液運(yùn)輸?shù)难軆?nèi)部。
進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,蚜蟲(chóng)的汁液吸收速度較慢,并且在抗性植物上產(chǎn)生的后代較少。研究人員認(rèn)為這種蛋白質(zhì)可能會(huì)阻塞蚜蟲(chóng)的狹窄食道。在高溫下,植物產(chǎn)生更多的蛋白質(zhì)并且對(duì)蚜蟲(chóng)更具抗性。此外,含有蛋白質(zhì)的植物還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì);他們能夠在熱應(yīng)激期間產(chǎn)生更多的種子。
Karen Kloth,今天在Umeå大學(xué)植物生理學(xué)系的博士后,已經(jīng)在這項(xiàng)研究中工作了近六年:
“一開(kāi)始,我們不知道視頻平臺(tái)是否會(huì)起作用。我們將蚜蟲(chóng)保持在一個(gè)非常人工的環(huán)境中,這是否代表整個(gè)植物在自然條件下是有爭(zhēng)議的。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)結(jié)果證實(shí)我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了新的抗性基因,我真的很興奮。“
植物育種公司對(duì)天然植物對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性和對(duì)熱脅迫的更好耐受性具有重要意義。用有效抗性蛋白質(zhì)選育作物有助于減少因炎熱條件而引起的殺蟲(chóng)劑施用和產(chǎn)量損失。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這項(xiàng)研究可以幫助生產(chǎn)更具可持續(xù)性的水果和蔬菜。
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