玉米虫害间接防御基因表达调控机制取得新进展

近日，从中国农业科学院生物技术研究所获悉，该所玉米功能基因组创新团队与中国农科院植物保护研究所合作，在揭示玉米虫害间接防御基因——萜类合成酶基因TPS10 表达调控机制上取得新进展。该研究成果在线发表于最新一期的《植物学杂志（The Plant Journal）》上。

据悉，植物中天然存在着复杂的防御体系，当植物受到害虫咬噬后，其释放的萜类化合物可以吸引害虫天敌来启动间接防御系统。玉米作为我国的第一大作物，虫害是制约玉米产量的关键因素之一。因此研究玉米萜类合成酶基因的表达调控机制，对于解析玉米防御体系的分子调控网络及培育抗虫玉米品种具有重要意义。

玉米萜类合成酶TPS10 是催化玉米倍半萜类物质产生的关键酶，该研究团队利用模式植物“拟南芥”分析玉米TPS10 基因的启动子序列，得到启动子-300至-200 区段为基因诱导表达所必须的功能序列，通过酵母单杂交、生物信息学分析、凝胶阻滞、原生质体瞬时表达分析及转基因玉米验证，最终确定玉米EREB58基因是调控玉米TPS10基因表达的关键基因。EREB58 基因编码一个ERF（植物转录因子）家族的转录因子，通过与TPS10 启动子中的顺式作用原件GCC-box 结合，激活TPS10 基因的表达并诱导玉米产生法尼烯和（E）-α-香柑油烯，达到间接防御的目的。该研究工作揭示了ERF 家族中的EREB58 基因通过调控TPS10 基因的表达参与玉米的间接防御，为解析玉米及其他植物防御体系的分子调控网络提供新的研究思路。