研究揭示草地贪夜蛾“逃逸”玉米防御的分子机制

 

近日，**农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分**）农业昆虫基因组学创新团队在《通讯—生物学》（Communications Biology）上发表了研究论文。该研究基于草地贪夜蛾幼虫取食玉米后的唾液腺转录组数据，鉴定了幼虫口腔分泌物（Oral secretions, OS）中一个能特异性降解植食性昆虫相关信号分子的L-氨基酸酰化酶（SfruACY），阐明了草地贪夜蛾幼虫“逃逸”玉米诱导型防御的分子机制。这一研究发现为草地贪夜蛾对玉米的寄主适应性分子机制提供了新见解，为草地贪夜蛾绿色防控鉴定了潜在的靶标基因。

草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）是近年入侵我国的重大农业害虫，其凭借惊人的扩散速度和强大的繁殖能力，对我国农业生产与粮食安全造成了重大威胁，是我国农业农村部认定的一类农业害虫。玉米是我国最为重要的粮食作物之一。研究表明，草地贪夜蛾对玉米具有明显的取食偏**和寄主适应性。因此，解析草地贪夜蛾对玉米的寄主适应性分子机制，对于草地贪夜蛾绿色**防治、保障玉米高产稳产具有重要意义。

研究通过对比分析草地贪夜蛾幼虫取食人工饲料和玉米B73的唾液腺转录组数据，发现一个氨基酸酰化酶编码基因SfruACY在幼虫取食玉米叶片后显著上调表达。基于氨基酸酰化酶的生理活性，研究团队利用大肠杆菌介导的蛋白原核表达系统获取了SfruACY-GST重组蛋白。

研究发现，当玉米叶片被突变体幼虫取食时，响应茉莉酸、脱落酸和乙烯等三种植物防御**相关基因的表达水平显著高于**型幼虫取食的样本。此外，在机械损伤后的玉米叶片上涂抹SfruACY(-/-)突变体幼虫OS所诱导的玉米防御响应同样显著高于涂抹**型幼虫OS的对照组玉米叶片。以上结果均证明了SfruACY的功能可显著**玉米诱导型防御响应。

这一研究结果表明，植食性昆虫可通过**OS中植物防御响应激发子含量提高自身对偏**植物的寄主适应性。 

基因组所（大鹏湾实验室）博士后李彬为该论文**作者，该所研究员王桂荣和周绍群为论文共同通讯作者。该研究得到了深圳市科技计划项目、**自然科学基金、深圳市大鹏新区科技创新和产业发展专项资金的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s42003-025-08048-1

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