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　　玉米（Zea mays）是重要的糧食、飼料和生物能源作物，對我國糧食安全具有舉足輕重的戰(zhàn)略作用，而蟲害嚴(yán)重影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。丁布化合物（Benzoxazinoids，BXDs）和揮發(fā)性萜烯化合物（Volatile terpenes）是玉米合成的抗蟲防御化合物，BXDs直接抑制昆蟲取食，萜烯化合物吸引害蟲天敵對害蟲進(jìn)行寄生、捕食。前人研究表明茉莉酸（Jasmonic acid，JA）處理能促進(jìn)BXDs和揮發(fā)性萜烯化合物的積累，但內(nèi)在的分子機(jī)制未知。JA是重要的植物激素，在植物響應(yīng)昆蟲取食的過程中發(fā)揮著重要的作用。MYC2是JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控JA介導(dǎo)的防御響應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。在擬南芥、番茄和水稻中，MYC2調(diào)控JA介導(dǎo)的抗蟲防御機(jī)制被廣泛研究，但玉米中MYC2如何調(diào)控JA介導(dǎo)的抗蟲防御響應(yīng)的分子機(jī)制仍然不清楚。 

　　近期，中國科學(xué)院昆明植物研究所吳建強(qiáng)團(tuán)隊(duì)通過遺傳學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)和生物信息學(xué)手段確定了玉米MYC2在JA介導(dǎo)的抗蟲防御響應(yīng)過程中的功能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與野生型玉米相比，ZmMYC2s突變體對粘蟲（Mythimna separata）和草地貪夜蛾（Spodoptera frugiperda）的抗性顯著減弱；ZmMYC2s雙突體植物具有雌性化雄穗表型，說明ZmMYC2s調(diào)節(jié)玉米的抗蟲防御和玉米雄穗的性別決定過程。ZmMYC2s突變體中的BXDs和揮發(fā)性萜烯含量以及合成基因的轉(zhuǎn)錄水平分析表明，在玉米響應(yīng)模擬昆蟲取食和MeJA處理過程中，ZmMYC2s正向調(diào)控BXDs和揮發(fā)性萜烯化合物的生物合成。ZmMYC2s激活BXDs合成基因IGPS1/3和BX10/11/12/14和萜烯合成基因TPS10/2/3/4/5/8的啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。RNA-Seq和CUT&Tag-Seq聯(lián)合分析鑒定到22個ZmMYC2s直接調(diào)控且響應(yīng)模擬昆蟲取食和MeJA處理的轉(zhuǎn)錄因子，7個轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控丁布的生物合成，ZmMYC2s可能與這些轉(zhuǎn)錄因子形成轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)玉米的抗蟲防御響應(yīng)。本研究為了解玉米抗蟲分子機(jī)制及JA信號途徑提供了重要依據(jù)。 

　　該研究以ZmMYC2s play important roles in maize responses to simulated herbivory and jasmonate為題，在線發(fā)表在Journal of Integrative Plant Biology上，中國科學(xué)院昆明植物研究所博士研究生馬燦容為論文第一作者，吳建強(qiáng)研究員和王蕾副研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國科學(xué)院先導(dǎo)培育項(xiàng)目、生物互作卓越創(chuàng)新中心、國家自然科學(xué)基金和云南省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。 

　　文章鏈接 

ZmMYC2s調(diào)控玉米對昆蟲取食的抗蟲響應(yīng)以及玉米雄穗的性別決定過程 

W+OS：模擬昆蟲取食，ns：無顯著性差異，nd：沒有檢測到，myc2ab：ZmMYC2s雙突變體，myc2a：ZmMYC2a突變體，myc2b：ZmMYC2b突變體。