微生物研所近年聚焦我国重要的作物虫媒病毒和细菌病害的抗性机制及致病机制研究。由于以往研究植物虫媒病害往往注重于病原微生物和植物寄主两个方面,而实际上参与病害发生的生物因子还有传播介体生物,构成了植物病害的微生物病原—传播介体—植物寄主三元生物因子互作系统(三者互作),该团队在国内较早开展植物虫媒病毒三者互作的分子生物学研究,取得了系列原始创新成果。
近日,团队受邀发表了题为Plant Defense Networks against Insect-Borne Pathogens的论文,系统综述了该团队及国内外同行在植物虫媒病原抗性领域的最新进展。植物通过三种广谱抗性机制,即先天免疫(图1),抗性激素途径(图2)和基因沉默途径,介导了对虫媒病原微生物以及媒介生物双重胁迫的广谱抗性。病原微生物以及媒介昆虫通过分泌各种效应蛋白进入植物,对抗植物的抗虫媒病原微生物的抗性网络,实现了病原微生物的植物—植物间的传播并最终导致了病害流行。该团队提出基于三者互作理论创新植物虫媒病害防控的思路,通过基因组编辑技术发展既抗病又抗媒介昆虫的双抗策略,以及通过媒介昆虫的行为调控剂等发展可持续的虫媒病害控制理论。
该论文于近日在Trends in Plant Science上发表。该研究得到国家自然科学基金委重点项目和国家重点研发反向病原学及柑橘黄龙病项目的支持。
图1:虫媒病原及媒介昆虫与植物免疫机制互作模型
图2:虫媒病原及媒介昆虫与植物激素信号通路互作模型