科技日報記者 馬愛平
近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所糧食作物害蟲監(jiān)測與控制創(chuàng)新團隊通過長期在冬小麥主產(chǎn)區(qū)麥田架設紅外輻射升溫設備，系統(tǒng)模擬氣候變暖對麥蚜種群動態(tài)和取食行為的影響，并利用轉(zhuǎn)錄組學系統(tǒng)分析了小麥抗性途徑的相關基因和防御酶的表達和活性，揭示了麥田增溫模擬氣候變暖導致麥蚜暴發(fā)為害機制。相關研究在線發(fā)表在《普通昆蟲學》(Entomologia Generalis)上。
據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所副研究員譚曉玲介紹，全球氣候日趨變暖，會影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)植物生理抗性和植食性昆蟲的取食行為，從而誘發(fā)植食性昆蟲暴發(fā)，嚴重影響作物產(chǎn)量。該團隊多年來圍繞氣候變暖下的小麥害蟲成災機制開展研究，通過在冬小麥主產(chǎn)區(qū)（河北廊坊、河南原陽和湖北武漢等關鍵地區(qū)）的麥田架設紅外輻射升溫設備模擬溫度升高，發(fā)現(xiàn)溫度精準升高2℃，麥蚜的寄生性天敵的寄生率明顯降低，麥蚜的發(fā)生量明顯增加。然而，溫度升高對于麥蚜的暴發(fā)除了受天敵影響外，是否也受到植物生理抗性等的影響，其中的機制并不清楚。
模擬田間增溫裝置。中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所供圖
該研究進一步探究麥田升溫條件下小麥轉(zhuǎn)錄組結果，分析了小麥水楊酸和茉莉酸防御信號途徑相關防御酶和防御基因的活性及表達情況。研究發(fā)現(xiàn)，通過田間自然精準模擬溫度升高，小麥的水楊酸和茉莉酸抗性途徑的相關基因和防御酶苯丙氨酸解胺酶，β-1,3-葡聚糖酶和多酚氧化酶的表達和活性明顯受到抑制，從而導致小麥抗性降低，進而促進麥蚜的取食和種群增長。研究結果為未來氣候變化下的小麥主要害蟲成災趨勢及防控提供了理論依據(jù)。
該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
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