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　　寄生是一種普遍存在的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。寄生植物占到被子植物的1%，大概有4000到5000種。常見的寄生植物包括列當(dāng)、槲寄生、獨(dú)腳金以及菟絲子等。菟絲子是一種莖寄生植物，所有營養(yǎng)和水分都通過吸器從寄主獲取。由于雙方天然存在的緊密聯(lián)系，其間的物質(zhì)交流也非常廣泛，但這些物質(zhì)交流的生理和生態(tài)意義依然鮮有研究。之前的研究已經(jīng)表明，菟絲子不但能夠從寄主獲得水分和礦質(zhì)元素等小分子，也能夠獲得包括核酸及蛋白質(zhì)等大分子。 

　　當(dāng)植物受到昆蟲取食后，植物被取食的組織能夠產(chǎn)生抗蟲系統(tǒng)性信號，這些信號能夠傳導(dǎo)到植物其它部位，并且誘導(dǎo)抗性響應(yīng)。昆明植物所吳建強(qiáng)課題組的前期研究表明，斜紋夜蛾取食菟絲子連接的多個寄主中的一個后，被取食寄主能夠產(chǎn)生系統(tǒng)性信號并通過菟絲子傳遞到其它寄主而誘導(dǎo)這些寄主的抗蟲性。而且，當(dāng)菟絲子被蚜蟲取食時，菟絲子能夠產(chǎn)生系統(tǒng)性信號，這些信號能夠進(jìn)入寄主而被寄主識別，并誘導(dǎo)寄主的抗蟲能力。目前，人們對菟絲子介導(dǎo)的植物間抗蟲系統(tǒng)性信號的本質(zhì)及傳遞過程依然缺乏了解。 

　　12月4日，BMC Plant Biology在線發(fā)表了中科院昆明植物研究所功能基因組學(xué)與利用團(tuán)隊吳建強(qiáng)課題組在寄主—菟絲子寄生體系與昆蟲互作方面的最新研究成果。研究表明，無論斜紋夜蛾（Spodoptera litura）取食菟絲子還是寄主煙草，都能夠引起雙方轉(zhuǎn)錄組水平的變化，說明昆蟲取食誘導(dǎo)的系統(tǒng)性信號既可以從寄主傳遞到菟絲子，也可以從菟絲子傳遞到寄主（圖1）。研究還利用茉莉酸（調(diào)控植物抗蟲的主要植物激素）信號途徑轉(zhuǎn)基因沉默的煙草植物進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)斜紋夜蛾取食菟絲子時，轉(zhuǎn)基因寄主轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)與對野生型寄主照組存在較大差異，包括被調(diào)控基因的數(shù)量大為減少；當(dāng)斜紋夜蛾取食寄主時，菟絲子的轉(zhuǎn)錄組也呈現(xiàn)了類似的趨勢（圖1）。這說明抗蟲系統(tǒng)性信號的傳遞過程依賴于寄主的茉莉酸信號途徑。進(jìn)一步的研究表明，如果模擬昆蟲取食處理寄生在野生型煙草上的菟絲子，煙草能夠產(chǎn)生更強(qiáng)的抗性，表現(xiàn)為如果昆蟲取食煙草，則體重比對照組減小；然而，茉莉酸信號系統(tǒng)沉默的轉(zhuǎn)基因煙草寄主則沒有這種誘導(dǎo)抗性。這些結(jié)果進(jìn)一步說明了茉莉酸信號途徑在寄主與菟絲子的抗蟲系統(tǒng)性信號傳導(dǎo)過程中非常重要。該研究揭示了寄主茉莉酸系統(tǒng)能夠影響寄主與菟絲子抗蟲響應(yīng)中的相互作用。 

　　上述成果由吳建強(qiáng)課題組博士后秦燕博士、Christian Hettenhausen博士以及博士研究生張井雄共同合作完成，博士后劉暉、博士研究生李莎蘭等其他成員也參與了研究，吳建強(qiáng)研究員為本文的通訊作者。該項目受到國家自然科學(xué)基金及中科院國際合作計劃的支持。 

　　論文鏈接 

圖1.斜紋夜蛾取食菟絲子和寄主煙草引起煙草和菟絲子轉(zhuǎn)錄組水平的響應(yīng)。 a. 斜紋夜蛾取食菟絲子示意圖。斜紋夜蛾取食生長于WT和AOC-RNAi煙草上的菟絲子，紅框表示取食后取樣部位； b, c. 斜紋夜蛾取食菟絲子后引起菟絲子轉(zhuǎn)錄組水平的變化；d, e.斜紋夜蛾取食菟絲子后引起煙草轉(zhuǎn)錄組水平的變化。 

圖2. 斜紋夜蛾取食菟絲子后引起煙草抗蟲的變化。a. 斜紋夜蛾口水分泌物預(yù)處理生長在WT和AOC-RNAi煙草上的菟絲子，48小時后，接種斜紋夜蛾到煙草，斜紋夜蛾生測結(jié)果；b. 斜紋夜蛾取食生長在WT和AOC-RNAi煙草的菟絲子，48小時后，測定煙草的次生代謝物含量。