New Phytol| 南京农业大学陈发棣团队揭示菊花毛状体形成和萜类化合物合成调控网络及其抗虫机制

学术   2024-09-29 10:07   北京  

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来源:New Phytologist

毛状体是覆盖在大多数陆生植物地上部分的特殊表皮突起,不同植物种类的毛状体类型多样,但其形成的分子调控机制及其生物学功能在许多植物中尚未被深入探讨。在植物防御机制中,毛状体不仅在物理上阻止食草动物的进攻,还通过其分泌物发挥化学防御作用。然而,关于菊花毛状体的发育及其与次生代谢物合成之间的关联研究仍处于起步阶段。


近日,南京农业大学陈发棣教授团队以菊花(Chrysanthemum morifolium)为模型植物,探索了毛状体形成和萜类化合物合成的调控网络,并揭示了毛状体在抗虫防御中的物理和化学作用。研究成果以题为CmMYC2–CmMYBML1 module orchestrates the resistance to herbivory by synchronously regulating the trichome development and constitutive terpene biosynthesis in Chrysanthemum发表在New Phytologist上。姜一凡副教授为该论文通讯作者。 


通过分析去除毛状体叶片与完整叶片的转录组数据库,我们发现了一个关键调控因子——CmMYC2,它不仅积极调控T形毛状体和腺毛状体的发育,还控制腺毛状体中储存的萜类化合物的含量。此外,研究发现CmMYC2通过与CmMYBML1的互作,进一步介导了毛状体形成和萜类合成。这一CmMYC2-CmMYBML1反馈抑制回路在调控毛状体(非腺毛状体和腺毛状体)形成及萜类生物合成方面发挥了重要作用,从而增强了菊花对斜纹夜蛾幼虫的抗性。 

A conceptual model of enhancingchrysanthemum trichomes density and trichome-stored terpene content mediated by CmMYC2–CmMYBML1 module to achieve the resistance toSpodoptera litura larvae feeding


综上,本研究首次揭示了菊花中CmMYC2-CmMYBML1模块如何同步调控毛状体密度和萜类化合物合成,从而在物理和化学层面上增强植物的抗虫能力。这一发现不仅加深了我们对植物防御机制的理解,也为菊花抗虫育种提供了新的分子靶标与策略。


原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.20081


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