寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的研究进展.pdf

null 月 nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull null nullnullnull nullnullnullnull 昆 虫 学 报 nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 基金项目 江西省自然科学基金项目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 江西省教育厅自然科学基金项目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 江西农业大学 nullnullnullnull 年大学生创新 训练项目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 国家自然科学基金项目 nullnullnullnullnullnullnullnull 作者简介 张晶 女 nullnullnullnull 年 null 月生 湖北黄冈人 博士 讲师 研究方向为农业昆虫与害虫防治 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull 段至柔 女 nullnullnullnull 年 nullnull 月生 湖北武汉人 硕士研究生 研究方向为农业昆虫与害虫防治 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull null 共同第一作者 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null 通讯作者 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 接受日期 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的研究进展 张 晶 null null null 段至柔 null null 刘常权 null 彭英传 null 张万娜 null 肖海军 null null nullnull 江西农业大学昆虫研究所 南昌 nullnullnullnullnullnull nullnull 北京林业大学草业与草原学院 北京 nullnullnullnullnullnull 摘要 寄主植物与昆虫在长期协同进化中形成了复杂的防御和反防御机制 本文系统综述了寄主 植物与刺吸式昆虫互作防御的过程与机制 刺吸式昆虫利用特化的口针 吸食寄主植物组织汁液 时 植物通过细胞膜表面或细胞内受体感知昆虫取食信号 并经过丝裂原活化蛋白激酶 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 信号通路 植物激素信号通路 钙离子信号通路 转录因子调控 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 信号通路 活性氧 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 通路等信号转导通路激活植物免 疫 为了阻止害虫进一步取食 寄主植物形成了增强的物理屏障 并诱导产生次生代谢物 抗营养 酶类 抗消化酶类和胼胝质沉积及释放挥发物等多种防御机制 在与寄主植物 博弈 的过程中 刺吸式昆虫往往会利用其取食时分泌的唾液成分 靶向植物靶标蛋白 通过破坏宿主植物的物理屏 障 或抑制宿主植物的抗性信号转导 或抑制宿主次生代谢物的毒害作用 或通过跨界 nullnullnull 和水平 基因转移等方式抑制植物的防御反应 从而达到继续取食为害的目的 此外 基于植物与病原菌互 作模式 结合寄主植物与刺吸式昆虫互作研究进展 总结了寄主植物与刺吸式昆虫互作模型的发 展 寄主植物与昆虫互作过程复杂 研究寄主植物与刺吸式昆虫的互作防御过程与分子机制 不仅 有助于加深对二者协同进化的理解 也可为开发作物害虫防控新途径和新技术提供理论基础与 参考 关键词 寄主植物 刺吸式昆虫 协同进化 防御与反防御 互作机制 中图分类号 nullnullnullnull 文献标识码 null 文章编号 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull esearch advances on the mutual defense between host plants and piercing sucking insects nullnullnullnullnull nullnullnullnull null null null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull null null nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull null null nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull Abstract nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 昆虫学报 Acta Entomologica Sinica nullnull 卷 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull Key words nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull 植食性昆虫与寄主植物之间的相互作用是陆地 食物网络的重要组成部分 寄主植物在昆虫的全部 或部分生命周期中构成其食物 交配场所 产卵和栖 境 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull 在长期的协同进化过程中 植物进化出识别昆虫取 食为害的能力和复杂的防御策略 nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 刺吸式口器昆虫的上 下颚特化成口针 下唇特 化成喙 并利用针状口器刺吸植物组织 使受害部位 营养不良 褪色 变黄 甚至整株枯萎或死亡 同时还 能传播植物病毒病 严盈等 nullnullnullnull nullnull et alnull nullnullnullnull 王福鑫等 nullnullnullnull 常见的植食性刺吸式昆虫有飞 虱 粉虱 木虱 蚜虫 叶蝉 蝽类等 植物韧皮部是 高度进化的维管束组织 由筛管 伴胞和薄壁组织组 成 负责运输激素 糖类 蛋白以及各种矿物质元素 是刺吸式昆虫取食的重要营养物来源 nullnullnullnull et alnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull 寄主植物与昆虫之间的 相互作用 类似于一个长期 博弈 的过程 植物感 知昆虫取食信号并激活植物防御反应 昆虫为应对 植物防御 进化形成了强大的反防御能力 尤其是伴 随刺吸式昆虫取食过程中分泌的唾液在其中扮演着 重要角色 nullnullnullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull nullnull et alnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull nullnullnull nullnull et alnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull 为了系统阐明寄主植物与刺吸式昆虫互作防御 的过程与分子机制 本文从寄主植物防御刺吸式昆 虫取食的下游信号通路 寄主植物对刺吸式昆虫取 食的防御机制 刺吸式昆虫的反防御策略以及寄主 植物与刺吸式昆虫互作的模型 null 个方面进行系统 综述 1 寄主植物防御刺吸式昆虫取食的下 游信号通路 植物通过细胞膜表面受体或细胞内受体感知昆 虫取食信号 经过一系列复杂的信号传导 激活下游 防御反应 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 丝裂原活 化蛋白激酶 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 信号通路 植物激素信号通路 钙离子信号通路 转 录因子调控 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 信号通路 活性氧 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 通路等是植物感知刺 吸式昆虫取食后诱导的关键免疫信号转导通路 1 1 MAPK 信号通路 nullnullnullnull 信号通路有 nullnullnullnull nullnullnullnull 激酶 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull 或 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull 以 及 nullnullnullnull 激酶的激酶 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 或 nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 三级 信号级联反应 是将外源刺激信号逐级放大并传递 的过程 nullnullnullnull 级联通路已经被证明在生物和非生 物胁迫的信号转导 植物发育过程以及在损伤信号 传导的早期均发挥重要作用 nullnullnullnullnullnullnullnullnull et alnull nullnullnullnull 王露露和兰海燕 nullnullnullnull 植物中 nullnullnullnull 信 null 期 张 晶等 寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的研究进展 nullnullnull 号通路通过调控一系列的抗性反应 如激素的合成 nullnullnull 的产生 防御基因的表达 细胞壁加固和超敏 反