热科院环植所在木质素合成基因介导的木薯抗螨性研究中取得新进展
作者：梁晓
来源：环境与植物?；ぱ芯克?
日期：2023-01-10
中国热科院环植所在木质素合成基因介导的木薯抗螨性研究中取得新进展，明确了苯丙氨酸解氨酶基因在木薯木质素合成中的关键调控作用及木质素作为重要次生代谢物质在木薯抗螨中的功能，为深入开展抗虫木薯分子设计育种提供了重要理论依据与候选基因。
二斑叶螨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防控二斑叶螨最经济、简便、有效、绿色的途径。然而，当前抗螨木薯品种缺乏，对木薯抗螨性分子机制的研究也十分有限。
木质素是植物体内重要的抗生性物质，但木质素及其合成途径基因在木薯抗螨中的功能未知。研究团队以前期鉴选的抗螨木薯品种C1115、缅甸与SC9和感螨木薯品种SC205、面包与BRA900为研究对象，发现品种抗螨性与二斑叶螨为害后木质素合成途径基因的表达量、酶活性及木质素含量的提高显著正相关，以苯丙氨酸解氨酶（PAL）的诱导响应最显著。对该酶基因家族进行鉴定发现，木薯基因组中共定位到6个PAL基因，其中又以PAL6基因和模式植物拟南芥抗生物胁迫相关PAL基因的同源性最高，上调表达最显著。进一步采用病毒介导的基因沉默（VIGS）技术在抗螨木薯品种SC9中敲低PAL6的表达发现，下游的木质素合成相关基因的表达也受到了抑制，并最终导致叶片木质素含量及植株抗螨水平的显著降低。
相关研究结果以题为“MePAL6 regulates lignin accumulation to shape cassava resistance against two-spotted spider mite”的研究论文发表在植物科学一区期刊《Frontiers in Plant Science》。中国热科院环植所联合培养硕士生姚晓文为论文的第一作者，梁晓副研究员和陈青研究员为通讯作者。该研究得到了国家木薯产业技术体系、国家重点研发计划和海南省重大科技计划等项目的资助。
全文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1067695/full
木薯PAL6基因调控木质素合成及二斑叶螨抗性的模式图
