基于自然变异的水稻遗传筛选鉴定了调节褐飞虱行为的异戊胺生物合成基因。

IF 3.6 3区生物学 Q1 PLANT SCIENCES

Plant Biology Pub Date : 2025-05-16 DOI:10.1111/plb.70041

T. Aboshi, M. Teraishi, I. Galis, T. Yoshikawa, T. Shinya

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摘要

我们以前发现异戊胺是一种新的防御代谢物，积累在被褐飞虱（BPHs, Nilaparvata lugens）和毛虫侵染的水稻（Oryza sativa L.）中，但关键的生物合成基因(s)仍不清楚。利用遗传多样性水稻品种的分析筛选，确定了水稻异戊胺产量的自然变异，表明它可以在cv中高水平产生。日本，但不是在cv。Kasalath。采用染色体片段置换系和回交自交系的遗传方法，鉴定了异戊胺生物合成相关基因。利用CRISPR/Cas9敲除主要候选生物合成基因，获得3个独立的Nipponbare突变系，并分析检测基因功能与异戊胺的相关性。Os10g0400500基因是水稻生产异戊胺的主要生物合成基因。此外，通过将bph放置在带有突变型和野生型日本裸叶的容器中，研究了在两种选择宿主试验中对异戊胺的行为反应。尽管bph并不总是被野生型或突变体所吸引，但至少在某些点上，在突变体叶片上发现了更多的bph。我们的研究结果表明，相对于野生型，BPHs可能对缺乏异戊基胺的植物表现出更大的偏好，这进一步证实了异戊基胺在化学多样性水稻物种中防御昆虫食草动物的潜在作用。

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Plant Biology 生物-植物科学

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期刊介绍： Plant Biology is an international journal of broad scope bringing together the different subdisciplines, such as physiology, molecular biology, cell biology, development, genetics, systematics, ecology, evolution, ecophysiology, plant-microbe interactions, and mycology. Plant Biology publishes original problem-oriented full-length research papers, short research papers, and review articles. Discussion of hot topics and provocative opinion articles are published under the heading Acute Views. From a multidisciplinary perspective, Plant Biology will provide a platform for publication, information and debate, encompassing all areas which fall within the scope of plant science.