中国林业科学研究院基本科研业务费专项资金项目“十三五”优秀成果汇编报道22

森林保护学——角倍蚜虫瘿形成的分子机理与单宁代谢途径研究
角倍蚜虫瘿形成的分子机理与单宁代谢途径研究
Molecular mechanism of gall formation and tannin metabolism between Chinese gall aphid and host plant
昆虫与植物相互作用、协同进化是当今国际生态学研究的热点之一，五倍子蚜虫复杂的生活史和独特的栖境，为昆虫与寄主植物协同进化提供了难得的研究模式。研究虫瘿形成分子机制，阐明受蚜虫攻击后，寄主植物防御响应和代谢改变的原因以及蚜虫对植物防御的适应和进化规律，解析虫瘿的结构和功能，阐明蚜虫与植物之间的协同进化和相互作用关系，可为昆虫与植物协同进化提供新的独特例证，具有重要的科学价值。
中国林科院资源昆虫研究所陈航研究员带领的研究团队在院基本科研业务费专项资金项目（CAFYBB2014ZD005）的资助下，解析了虫瘿结构与功能，从蚜虫唾液中鉴定出17种结合蛋白，具有能量转移、刺激细胞分裂与结合等分子和生物学功能，与虫瘿的形成和生长密切相关，是虫瘿形成的启动因子。总结了水溶性单宁与缩合单宁含量在虫瘿内富集变化的规律，筛选出参与水溶单宁合成通路81个基因和参与缩合单宁成通路22个基因，总结了这些关键基因的基本情况与表达量动态变化规律，分析了编码1-β-葡糖-葡糖转移酶的多个基因对虫瘿中的水溶单宁累积起着重要作用，发现不同表达的基因在单宁生物合成和植物昆虫相互作用中扮演重要的角色。
本研究证实蚜虫与植物之间互利共生关系，为昆虫与植物协同进化提出了新的独特例证，在理论上突破了虫瘿对植物有害的传统认识，在技术上增加虫瘿产量。研究成果在Functional Plant Biology、PROTEOMICS、《环境昆虫学报》等国内外核心期刊发表论文17篇，申请国家发明专利4项，发布标准2项，培养博硕士研究生2名。
中国林科院科技处 2021-05-27

关键词 角倍蚜虫  角倍蚜虫瘿  分子机理  单宁代谢  昆虫  寄主植物  图片