【植物如何得到抗蟲響應?寄生菟絲子提供新證據】
在自然界中,植物能夠感知局部的脅迫,並產生某些系統性信號以介導整個植物的生理響應。近日,中科院昆明植物研究所研究員吳建強團隊利用菟絲子連接的親緣關系較遠的不同維管植物,揭示了昆蟲取食誘導的系統性信號在維管植物進化中高度保守,為系統信號的本質和進化提供了新的見解。相關研究成果http://t.cn/A6I7b9Px 發表在《實驗植物學雜志》。

植物的系統性響應至少存在三種類型:對病原體的系統性獲得抗性、對損傷和昆蟲取食的系統性損傷響應以及對非生物脅迫的系統性獲得適應。現有研究表明,損傷或昆蟲取食誘導的系統性信號已在單子葉植物和雙子葉植物中得到了證實,對於植物防禦昆蟲的取食至關重要。但是,損傷或昆蟲取食誘導的植物系統性信號的本質和進化仍然不清楚。

據介紹,嫁接技術廣汎用於植物系統性信號的研究,但是不同科屬雙子葉植物之間的嫁接十分困難,單子葉植物更是難以嫁接。作為廣譜性寄生植物,菟絲子可以寄生在系統發育距離較遠的不同物種上。菟絲子的維管束系統與寄主植物維管組織相融合,從而獲得寄主的水分和營養。吳建強團隊的前期研究表明,菟絲子能夠在不同寄主間傳遞抗蟲信號、鹽脅迫信號以及營養信號。因此,菟絲子和寄主互作系統突破了傳統嫁接技術的限制,是植物系統性信號研究的又一個嶄新的體系。

在這次的研究中,由於田野菟絲子無法在大部分單子葉植物和蕨類植物上獨立生存,所以研究人員首先將菟絲子寄生在天然寄主如擬南芥、青蔥或者煙草,然後再進一步寄生到菟絲子的非天然寄主如玉米和腎蕨上,構建菟絲子連接的植物集群,從而通過植物集群來研究昆蟲取食誘導的植物系統性響應。

結果表明,昆蟲取食誘導的系統性信號可以通過菟絲子在單子葉植物和雙子葉植物之間、甚至在蕨類植物和雙子葉植物之間傳遞,並且可以增強信號接收植物的防禦能力。因此,該研究推斷昆蟲取食誘導的系統性信號可能在維管植物中十分保守。此外,該研究還證明了茉莉酸途徑可能是維管植物中系統性信號物質的生物合成和傳遞的一個古老調節因子。http://t.cn/A6I7b9PJ

更多學習動態

全站最新消息

d