2024年9月,Horticulture Research上线了(Advance Access)扬州大学园艺园林学院黄瓜遗传育种与分子生物学创新团队题为“ Enhancing Aphid Resistance in Horticultural Crops: A Breeding Prospective ”的综述文章。论文在概述非模式作物与蚜虫互作机制的基础上,提出了未来提高植物抗蚜育种的三个潜在研究途径,包括1.利用野生和半野生种质,通过重新驯化打破种间障碍,提高蚜虫抗性;2.通过解析蚜虫诱导抗性机制来优化基于表观遗传的抗性育种;3.利用分子设计育种、基因组数据和基因编辑等方法来选育兼具抗虫和高产性状的作物新品种。该综述为园艺作物抗蚜育种研究提供了理论基础,突显了园艺作物在抗蚜研究领域的新前景。
全文概述了抗蚜机制的最新研究进展和未来培育抗蚜作物作为实现农作物绿色生产的重要观点,从五个方面总结了园艺作物抗蚜机制以及利用传统育种和分子设计育种相结合的方法来选育抗蚜品种。
文章首先总结了植物抗蚜的三种机制:趋避性、耐受性和抗生性方面的最新研究进展。趋避性是通过植物叶片的物理结构和释放挥发性化合物阻碍蚜虫的生命活动,耐受性主要是植物遭受蚜虫侵害时引发免疫防御反应影响蚜虫进食,抗生性是指植物遭受蚜虫攻击时会产生一些毒害蚜虫的物质(图1)。
文章概述了植物、蚜虫和病毒三者相互作用机制。蚜虫通过刺吸带毒的植物叶片,将毒素带入植株体内,当它侵染健康植物时会使植物感染病毒。这种植物-蚜虫-病毒的作用方式会破坏植物的防御反应,不同类型的病毒作用方式不同,对植物和蚜虫产生的影响也各异(图2)。
文章进一步系统阐述了在栽培作物中,通过杂交和从头驯化的方式引入野生和半野生资源的抗蚜性状同时保留栽培作物的有利特征,创制出兼具抗蚜与和高产性状的园艺作物新品种(图3)。
该综述概括了作物抗蚜育种的最新进展,从五个方面全面阐述了植物的抗蚜机制及进行抗蚜育种的途径。为深入解析植物的抗蚜机制提供了重要的参考,为提升园艺作物的抗蚜育种工作提供了理论基础和指导建议。
扬州大学园艺园林学院青年教师张丽丽博士为论文的第一作者,杨晓东教授为论文的通讯作者。团队负责人陈学好教授和扬州大学植物保护学院刘芳教授为论文写作提供了重要指导。该研究得到了国家自然科学基金生物育种育种青年专项( 32341043、32302534)、江苏省种业振兴工程“JBGS”项目(JBGS [2021] 018)和江苏省自然科学基金(BK20230574)的资助。
文章链接:
https://doi.org/10.1093/hr/uhae275
https://doi.org/10.1093/hr/uhad237
Hortic Res | 南京农业大学观赏植物生物技术实验室揭示花生花睡莲花香苯丙烷类物质生物合成过程及趋避蚜虫的生物学功能
https://doi.org/10.1093/hr/uhae062
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