宋传奎教授课题组发现DMNT在虫害胁迫下茶树间信息交流中发挥关键作用学术资讯

来源：植物科学最前沿

近日，国际植物学权威学术期刊Plant, Cell & Environment杂志在线发表了安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宋传奎教授团队题为“Herbivore-induced DMNT catalyzed by CYP82D47 plays an important role in the induction of JA-dependent herbivore resistance of neighboring tea plants” 的研究论文（DOI: 10.1111/pce.13861）。该研究揭示了萜烯同系物DMNT介导虫害胁迫条件下茶树间信号交流的分子机制。该研究将有助于了解茶树如何通过挥发性物质警告临近茶树受到食草性动物取食，也为人们利用挥发性物质调控茶树虫害防御提供了一种新思路。

植物在遭受植食性昆虫袭击时会释放挥发性物质，这些挥发物在防御胁迫中起着重要的生态作用。然而，具体哪些物质参与虫害防御下的信号交流仍不清楚。本研究通过设计被茶尺蠖取食过的茶树与邻近健康茶树的交流实验，发现茶尺蠖侵袭的茶树释放的挥发物可诱导邻近茶树的茉莉酸（JA）和茉莉酸异亮氨酸（JA-ILE）的积累，并显著提高临近茶树的虫害防御能力（图1）。为了进一步解释哪种物质在茶树间的交流中发挥作用，作者通过茶尺蠖诱导茶树释放的挥发性物质进行定量分析，发现茶尺蠖可显着诱导六种主要化合物（顺-3-己烯醇，顺-3-己烯醇乙酯，罗勒烯，芳樟醇，（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬二烯，法呢烯）的释放，其中，（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬二烯（DMNT）可显著诱导邻近健康茶树叶片中JA和JA-ILE的积累，并提高茶树对草食性昆虫的抗性。沉默CsCYP82D47可显著降低虫害侵害茶树DMNT的释放。通过体外模拟，发现降低环境中DMNT的含量，可显着降低临近茶树的防御能力，证明DMNT在介导虫害胁迫条件下茶树间信号交流中发挥着关键作用。在此基础上，该研究进一步筛选到CsCYP82D47可催化（E）-橙花醇合成DMNT，为茶树DMNT的释放调控提供理论依据（图2）。

图1. 茶尺蠖诱导的挥发物可增强临近茶树的虫害防御能力

图2 挥发性物质DMNT介导茶树间信号交流的模式

安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室博士生荆婷婷为论文第一作者，茶树生物学与资源利用国家重点实验室宋传奎教授为该论文通讯作者，茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春教授和该校讲习教授，德国慕尼黑工业大学Wilfried Schwab教授也参与了此项工作。这项工作得到了国家重点研究发展计划（2018YFD1000601），国家自然科学基金面上项目（31870678），国际合作项目（31961133030），安徽省杰出青年科学基金（1908085J12）的资助。

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