蛋白質(zhì)限制蚜蟲對樹液的吸收
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。他們在視頻中記錄了蚜蟲的行為,并確定了一種植物蛋白質(zhì),可防止蚜蟲進食。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個不同地點采集的模式植物擬南芥的不同品種的蚜蟲攝食行為。她與其他荷蘭研究人員一起建立了一個視頻跟蹤平臺,用于測量蚜蟲穿透植物并進食的頻率。
在抗性植物上,蚜蟲從富含糖的汁液中攝取的量少于對易感植物的攝食量。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液運輸?shù)难軆?nèi)部。
進一步的實驗表明,蚜蟲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)可能會阻塞蚜蟲的狹窄食道。在高溫下,植物產(chǎn)生更多的蛋白質(zhì)并且對蚜蟲更具抗性。此外,含有蛋白質(zhì)的植物還有另一個優(yōu)勢;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)在這項研究中工作了近六年:
“一開始,我們不知道視頻平臺是否會起作用。我們將蚜蟲保持在一個非常人工的環(huán)境中,這是否代表整個植物在自然條件下是有爭議的。當(dāng)?shù)谝粋€結(jié)果證實我們確實發(fā)現(xiàn)了新的抗性基因,我真的很興奮。“
植物育種公司對天然植物對蚜蟲的抗性和對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劑施用和產(chǎn)量損失。從長遠來看,這項研究可以幫助生產(chǎn)更具可持續(xù)性的水果和蔬菜。
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