昆明植物所在玉米MYC2s调控玉米抗虫响应的机制方面取得新进展

　　

　　玉米（Zea mays）是重要的粮食、饲料和生物能源作物，对我国粮食安全具有举足轻重的战略作用，而虫害严重影响玉米的产量和品质。丁布化合物（Benzoxazinoids，BXDs）和挥发性萜烯化合物（Volatile terpenes）是玉米合成的抗虫防御化合物，BXDs直接抑制昆虫取食，萜烯化合物吸引害虫天敌对害虫进行寄生、捕食。前人研究表明茉莉酸（Jasmonic acid，JA）处理能促进BXDs和挥发性萜烯化合物的积累，但内在的分子机制未知。JA是重要的植物激素，在植物响应昆虫取食的过程中发挥着重要的作用。MYC2是JA信号转导途径中关键的转录因子，调控JA介导的防御响应基因的转录表达。在拟南芥、番茄和水稻中，MYC2调控JA介导的抗虫防御机制被广泛研究，但玉米中MYC2如何调控JA介导的抗虫防御响应的分子机制仍然不清楚。 

　　近期，中国科学院昆明植物研究所吴建强团队通过遗传学、生物化学、分子生物学和生物信息学手段确定了玉米MYC2在JA介导的抗虫防御响应过程中的功能。研究结果发现，与野生型玉米相比，ZmMYC2s突变体对粘虫（Mythimna separata）和草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）的抗性显著减弱；ZmMYC2s双突体植物具有雌性化雄穗表型，说明ZmMYC2s调节玉米的抗虫防御和玉米雄穗的性别决定过程。ZmMYC2s突变体中的BXDs和挥发性萜烯含量以及合成基因的转录水平分析表明，在玉米响应模拟昆虫取食和MeJA处理过程中，ZmMYC2s正向调控BXDs和挥发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的启动子的转录活性。RNA-Seq和CUT&Tag-Seq联合分析鉴定到22个ZmMYC2s直接调控且响应模拟昆虫取食和MeJA处理的转录因子，7个转录因子参与调控丁布的生物合成，ZmMYC2s可能与这些转录因子形成转录调控网络，增强玉米的抗虫防御响应。本研究为了解玉米抗虫分子机制及JA信号途径提供了重要依据。 

　　该研究以ZmMYC2s play important roles in maize responses to simulated herbivory and jasmonate为题，在线发表在Journal of Integrative Plant Biology上，中国科学院昆明植物研究所博士研究生马灿容为论文第一作者，吴建强研究员和王蕾副研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国科学院先导培育项目、生物互作卓越创新中心、国家自然科学基金和云南省创新团队项目的资助。 

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ZmMYC2s调控玉米对昆虫取食的抗虫响应以及玉米雄穗的性别决定过程 

W+OS：模拟昆虫取食，ns：无显著性差异，nd：没有检测到，myc2ab：ZmMYC2s双突变体，myc2a：ZmMYC2a突变体，myc2b：ZmMYC2b突变体。