近日，中國農業科學院植物保護研究所糧食作物害蟲監測與控制創新團隊揭示了球孢白僵菌和棘孢木霉菌協同作用通過激發抗氧化劑和植物激素信號增強了植食性害蟲取食誘導的玉米防御機制。相關研究成果發表在《植物科學前沿（ Frontiers in Plant Science ）》上。
亞洲玉米螟一直是威脅玉米穩產、高產的重要因素之一。隨著我國對玉米病蟲害綠色防控技術需求的日益增加，利用昆蟲病原真菌誘導玉米全生期的防御反應，從而提高玉米抗蟲效果是玉米螟等害蟲綠色防控的重要策略之一。
該研究利用孢白僵菌（OFDH1-5）和棘孢木霉菌（GDFS1009）兩種真菌對玉米種子進行復配包衣處理，并從防御酶活性、非靶向代謝物、植物激素和基因表達等方面對兩者協同誘導的玉米全株防御機制進行了探究。結果顯示球孢白僵菌和棘孢木霉菌復合應用后，玉米脯氨酸、超氧化物歧化酶等相關防御酶得到了激活，增加玉米心葉期誘導抗性，并在玉米葉片中檢測到了491個顯著上調代謝物和130個顯著下調代謝物。通過WGCNA加權基因共表達網絡分析和RT-qPCR 表達分析鑒定出了13個與茉莉酸-乙烯信號通路和抗氧化劑高度相關的候選基因。此外，研究還發現兩種真菌聯合后能誘導玉米中的茉莉酸、水楊酸和乙烯等防御激素含量的升高。因此，復合種子包衣可以通過直接誘導玉米防御基因的增強表達和間接激活抗氧化劑和植物激素的產生來協同抑制玉米螟免疫反應并增強田間玉米誘導抗性。該研究成果為在田間條件下利用昆蟲病原真菌誘導來提高玉米抗螟性奠定了基礎，對于玉米螟綜合防控和化學農藥的減量具有重要意義。
該研究得到中國農業科學院重大科研任務和國家現代農業產業技術體系建設專項資助。(通訊員 歐陽燦彬)
原文鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.790504
