玉米蟲害間接防御基因表達調控機制取得新進展

近日，從中國農業科學院生物技術研究所獲悉，該所玉米功能基因組創新團隊與中國農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。該研究成果在線發表于最新一期的《植物學雜志（The Plant Journal）》上。

據悉，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。玉米作為我國的第一大作物，蟲害是制約玉米產量的關鍵因素之一。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絡提供新的研究思路。