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　　玉米是我國乃至世界總產(chǎn)量最高的作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上占有重要地位，而每年由于蟲害導致的產(chǎn)量損失約占玉米總產(chǎn)量的10%以上。在我國，粘蟲（Mythimna separata Walker）是玉米生產(chǎn)面臨的重要威脅之一。粘蟲取食造不但成大量玉米減產(chǎn)，每年防治粘蟲必須使用大量農(nóng)藥，造成了不可忽視的環(huán)境和生態(tài)問題。了解粘蟲和玉米間如何相互作用對玉米自身誘導抗蟲性和培育新型抗蟲玉米、開發(fā)有效生物防控手段有重要意義。然而，玉米在受到粘蟲取食后，如何通過啟動基因轉(zhuǎn)錄、蛋白表達，以及合成和積累抗蟲相關(guān)次生代謝產(chǎn)物，從而增強自身對粘蟲的抗性，人們所知甚少。

    中國科學院昆明植物研究所吳建強研究組與中國科學院大連化學物理研究所許國旺研究組、德國馬普化學生態(tài)學研究所Ian T. Baldwin教授研究室合作，深入分析了玉米受到機械損傷及模擬粘蟲取食處理前后，轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組以及抗蟲相關(guān)激素的變化。研究發(fā)現(xiàn)，玉米可以特異地識別粘蟲口水中的某些誘導因子，并啟動一系列強烈的抗性反應。與機械損傷相比，玉米在識別模擬粘蟲取食后，能夠誘導更多、更強烈的基因、蛋白和次生代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)錄、翻譯及合成。本研究還首次對玉米抗蟲響應的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組進行了關(guān)聯(lián)研究，發(fā)現(xiàn)它們之間存在較弱的關(guān)聯(lián)。本研究發(fā)現(xiàn)近300個轉(zhuǎn)錄因子參與粘蟲取食誘導的響應。通過大規(guī)模數(shù)據(jù)分析，該研究首次揭示了玉米在特異識別粘蟲取食后，在轉(zhuǎn)錄、蛋白以及次生代謝產(chǎn)物層面，如何進行有效的抵御，為玉米品種改良及新品種培育，提供了大量的候選基因、蛋白和代謝物的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

    最近，該研究結(jié)果以“Oral secretions from Mythimna separata insects specifically induce defense responses in maize as revealed by high-dimensional biological data”為題在植物學領(lǐng)域Top5期刊 Plant Cell & Environment上發(fā)表。文章鏈接為http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.12735/full。

　　圖1 玉米對粘蟲的特異抗性響應模式圖