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　　玉米產量已經連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一，在我國和全球農業(yè)生產上占有重要地位，而蟲害是玉米穩(wěn)產增產的嚴重障礙。粘蟲（Mythimna separata ）是我國玉米生產面臨的重要威脅之一，其取食造不但成大量玉米減產，每年防治粘蟲必須使用大量農藥，造成了不可忽視的環(huán)境和生態(tài)問題。了解粘蟲和玉米間如何相互作用對培育新型抗蟲玉米有重要意義。中國科學院昆明植物研究所功能基因組學與利用團隊吳建強課題組先期研究表明，玉米可以特異識別粘蟲口腔分泌物中的激發(fā)子，啟動基因轉錄、蛋白表達，以及合成和積累抗蟲相關次生代謝產物（如丁布類化合物），從而增強自身對粘蟲的抗性（相關鏈接），然而在粘蟲危害后，蟲害誘導的信號在同一片葉子中的傳遞模式為沿著從葉基部到葉尖方向傳遞，表現(xiàn)為誘導茉莉酸的合成以及丁布的積累，且此信號在30分鐘內即可傳遞到另外的葉片（系統(tǒng)葉片），并誘導系統(tǒng)葉片增加丁布類物質的含量（相關鏈接）。但是這種誘導系統(tǒng)葉片增加抗蟲化合物的功能，在生態(tài)學上的意義如何，是否，以及多長時間可以增強/預警系統(tǒng)葉片對害蟲的抗性，有待深入研究。 

　　吳建強課題組深入分析了玉米葉片受到不同程度的機械損傷及模擬粘蟲取食處理時，在不同時間后系統(tǒng)葉片中激素茉莉酸、次生代謝產物丁布類物質、以及系統(tǒng)葉片對粘蟲的抗性響應后發(fā)現(xiàn)，模擬粘蟲危害處理的3天、7天，以及12天后，對系統(tǒng)葉片的抗蟲功能都有預警作用。表現(xiàn)為在系統(tǒng)葉片中的抗蟲相關激素茉莉酸、抗蟲化合物丁布類物質的積累在沒有受進一步蟲害誘導時候，和健康植物沒有差別，但是在第二次蟲害誘導后，相較于沒有受過第一次蟲害誘導的玉米，其積累更多的茉莉酸及丁布類物質，與之對應的是系統(tǒng)葉片對粘蟲的抗性也增強，這種預警系統(tǒng)葉片對粘蟲的抗性響應，與真實的粘蟲取食誘導是一致的。這種預警功能，和第一次蟲害刺激的強度也相關，較弱的蟲害處理不能起到預警增強第二次蟲害誘導的抗蟲性。通過突變體玉米的驗證，發(fā)現(xiàn)粘蟲取食預警的系統(tǒng)葉片抗性，依賴于茉莉酸信號途徑以及丁布類化合物的積累。轉錄組測序發(fā)現(xiàn)，此調控過程和很多抗性相關基因的誘導/抑制表達相關。 

　　該研究揭示了玉米在受到第一次害蟲危害后，如何長期記憶并預警系統(tǒng)葉片對第二次害蟲的抗蟲反應，以增強系統(tǒng)葉片的抗蟲反應，以及在此過程中，茉莉酸信號系統(tǒng)以及丁布類化合物起到的核心功能。本研究為抗蟲玉米的分子育種，提供理論參考。 

　　相關研究結果以“Mythimna separata herbivory primes maize resistance in systemic leaves”為題在TOP10 綜合性期刊Journal of Experimental Botany上發(fā)表。中國科學院昆明植物研究所Saif ul Malook為共同第一作者，吳建強研究員為論文通訊作者。該研究得到了NSFC-云南省聯(lián)合基金、國家自然科學基金面上項目、中科院CAS-TWAS院長獎學金的支持。 

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圖1.  模擬粘蟲危害不同時間后（A）和真實粘蟲取食（B）均可預警系統(tǒng)葉片對粘蟲的抗性。