环植所在木薯抗螨防御响应机制研究方面取得新进展
作者：陈青
来源：环境与植物保护研究所
日期：2022-08-19
中国热科院环植所木薯虫害防控团队在木薯抗螨防御响应机制研究方面取得新进展，研究明确了调控木薯缩合单宁合成的关键基因，确定了木薯缩合单宁合成途径上发挥抗螨功能的关键次生代谢物，为深入开展抗虫木薯分子设计育种提供了理论依据与新的策略。
二斑叶螨（Tetranychus urticae）是木薯生产上的四大有害生物之一，严重为害时可使木薯减产50-70%甚至绝收。选育和利用抗螨品种是国内外公认的防控该螨最经济、简便、有效、绿色和带有方向性的途径。然而，当前抗螨木薯品种缺乏，对木薯中具有抗虫功能的次生代谢物及其调控抗虫性的机制研究也十分有限，已成为影响我国乃至全球木薯产业持续健康发展的关键问题。
研究团队以前期鉴选的抗螨木薯品种C1115和感螨木薯品种BRA900为研究对象，通过二斑叶螨为害前后的抗、感木薯品种转录组和代谢组差异联合分析，发现黄酮代谢通路中缩合单宁合成途径上的所有代谢物丰度及其调控合成基因的表达量均与木薯抗螨性显著正相关，并从分子水平证明木薯花青素还原酶基因（MeANR）和白色花色素还原酶基因（MeLAR）调控单宁含量介导木薯抗螨性的功能。通过体外生物活性测定进一步证明缩合单宁及原花青素B1对二斑叶螨具有亚致死作用。
相关研究结果以题为“Overexpression of leucoanthocyanidin reductase or anthocyanidin reductase elevates tannins content and confers cassava resistance to two-spotted spider mite”的研究论文发表在植物学JCR一区期刊《Frontiers in Plant Science》（2021年IF=6.627）。中国热科院环植所陈青研究员和梁晓副研究员为该论文的共同第一作者和通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家木薯产业技术体系和海南省重大科技计划等项目的资助。
木薯MeLAR和MeANR基因调控单宁含量介导的木薯抗螨性模式图
全文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.994866
