虫害诱导的植物挥发物代谢调控机制研究进展

文献类型： 中文期刊

第一作者： 穆丹

作者： 穆丹;付建玉;刘守安;韩宝瑜

作者机构：

关键词： 虫害诱导的植物挥发物;激发子;信号转导;代谢;调控机制

期刊名称： 生态学报

ISSN： 1000-0933

年卷期： 2010 年 30 卷 15 期

页码： 4221-4233

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 长期受自然界的非生物/生物侵害,植物逐步形成了复杂的防御机制,为防御植食性昆虫的为害,植物释放虫害诱导产生的挥发性化合物(herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)。HIPVs是植物-植食性昆虫-天敌三级营养关系之间协同进化的结果。HIPVs的化学组分因植物、植食性昆虫种类的不同而有差异。生态系统中,HIPVs可在植物与节肢动物、植物与微生物、虫害植物与邻近的健康植物、或同一植株的受害和未受害部位间起作用,介导防御性反应。HIPVs作为寄主定位信号,在吸引捕食性、寄生性天敌过程中起着重要作用。HIPVs还可以作为植物间信息交流的工具,启动植株的防御反应而增强抗虫性。不论从生态学还是经济学角度来看,HIPVs对于农林生态系中害虫综合治理策略的完善具有重要意义。前期的研究在虫害诱导植物防御的化学生态学方面奠定了良好基础,目前更多的研究转向阐述虫害诱导植物抗性的分子机制。为了深入了解HIPVs的代谢调控机制,主要从以下几个方面进行了综述。因为植食性昆虫取食造成的植物损伤是与昆虫口腔分泌物共同作用的结果,所以首先阐述口腔分泌物在防御反应中的作用。挥发物诱导素volicitin和β-葡萄糖苷酶作为口腔分泌物的组分,是产生HIPVs的激发子,通过调节伤信号诱发HIPVs的释放。接着阐述了信号转导途径对HIPVs释放的调节作用,并讨论了不同信号途径之间的交互作用。就HIPVs的代谢过程而言,其过程受信号转导途径(包括茉莉酸、水杨酸、乙烯、过氧化氢信号途径)的调控,其中茉莉酸信号途径是诱发HIPVs释放的重要途径。基于前人的研究,综述了HIPVs的主要代谢过程及其过程中关键酶类的调控作用。文中的HIPVs主要包括萜烯类化合物、绿叶挥发物和莽草酸途径产生的芳香族化合物,如水杨酸甲酯和吲哚等。作为化学信号分子,这些化合物中的一部分还能激活邻近植物防御基因的表达。萜烯合酶是各种萜烯类化合物合成的关键酶类,脂氧合酶、过氧化氢裂解酶也是绿叶挥发物代谢途径中的研究热点,而苯丙氨酸裂解酶和水杨酸羧基甲基转移酶分别是合成水杨酸及其衍生物水杨酸甲酯的关键酶类。这些酶类的基因在转录水平上调控着HIPVs代谢途径。最后展望了HIPVs的研究前景。

分类号： S433.1

  • 相关文献

[1]鳞翅目昆虫生物钟的研究进展与展望. 全林发,姚琼,董易之,徐淑,池艳艳,陈炳旭. 2023

[2]植物免疫研究与抗病虫绿色防控:进展、机遇与挑战. 张杰,董莎萌,王伟,赵建华,陈学伟,郭惠珊,何光存,何祖华,康振生,李毅,彭友良,王国梁,周雪平,王源超,周俭民. 2019

[3]植物TIR1/AFBs基因家族研究进展. 滕青云,乐丽娜,宋冰倩,陈英. 2020

[4]动物机体胆固醇代谢调控机制研究进展. 路晓荣,李剑勇. 2019

[5]果树赤霉素代谢与信号途径研究进展. 王文然,樊秀彩,张文颖,刘崇怀,房经贵,王晨. 2017

[6]细胞分裂素调控种子发育、休眠与萌发的研究进展. 宋松泉,刘军,杨华,张文虎,张琪,高家东. 2021

[7]生长素代谢与信号转导及其调控种子休眠与萌发的分子机制. 宋松泉,刘军,唐翠芳,张文虎,徐恒恒,张琪,高家东. 2020

[8]虫害诱导植物信息化合物介导的植物间交流及机制. 姚诚诚,杜立啸,李云河. 2021

[9]固相微萃取-气质联用分析香蕉象甲为害诱导的香蕉假茎挥发性成分. 尹炯,赵冬香,王爱萍. 2010

[10]茉莉酸甲酯诱导的苹果悬浮细胞的防卫响应. 刘志,张华磊,谢兴斌,束怀瑞,郝玉金. 2009

[11]诱导植物提高抗病毒作用制剂防治烟草病毒病试验研究. 陈德鑫,徐宸,王凤龙,钱玉梅,申莉莉,黄传华,贾虎虎. 2009

[12]激发子物质处理富士苹果果实后抗轮纹病病菌侵染的研究. 刘志,张华磊,谢兴斌,束怀瑞,郝玉金. 2009

[13]Phytophthora palmi分泌的10.6kD蛋白激发烟草的过敏反应. 蔡以滢,陈珈. 1999

[14]Phytophthorapalmi分泌的10.6kD蛋白激发烟草的过敏反应. 蔡以滢,陈珈. 1999

[15]低浓度呕吐毒素作为激发子对马铃薯抗干腐病的诱导及其作用机制. 赵潇璨,徐永清,贺付蒙,孙美丽,袁强,王雪,孔德兴,刘丹,冯艳忠,陈赫书,田明,刘娣,李凤兰. 2020

[16]玉米小斑病菌T小种毒素诱导对玉米叶片苯丙氨酸解氨酶活性的影响. 马春红,翟彩霞,郑秋玲,董文琦,李运朝,崔四平,范尉尉,贾银锁. 2010

[17]激发子基因peaT1转化三生烟及其对TMV抗性的提高. 曾洪梅,杨秀芬,邱德文. 2010

[18]寡糖·链蛋白对小麦抗黄花叶病毒的免疫诱抗作用. 盛世英,杨秀芬,刘勇. 2016

[19]一种促进植物根系生长的极细链格孢菌蛋白质分离、纯化和生物功能. 杨秀芬,张明,袁京京,邱德文. 2007

[20]几种葡聚寡糖激发子及其衍生物生物活性的比较. 邱驰,李宝聚,范海延,石延霞,宁君. 2004

作者其他论文 更多>>

微信小程序