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8月5日，記者從安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校作物抗逆育種與減災(zāi)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室李培金教授團(tuán)隊(duì)通過多年攻關(guān)，首次發(fā)現(xiàn)并解析了一種通過蛋白修飾和降解實(shí)現(xiàn)植物抗蟲的新機(jī)制。相關(guān)研究成果日前刊發(fā)在國際植物學(xué)期刊《植物細(xì)胞》上。

小菜蛾是世界性遷飛害蟲，具有繁殖能力強(qiáng)、發(fā)生世代多、寄主范圍廣和難以防治等特點(diǎn)，被稱為十字花科植物的“頭號殺手”，在全球范圍內(nèi)每年會造成約50億美元的經(jīng)濟(jì)損失。長期以來，小菜蛾的防治主要依賴于化學(xué)農(nóng)藥，容易引起生態(tài)環(huán)境等問題。因此，挖掘抗蟲基因資源、探究其作用機(jī)制、實(shí)現(xiàn)小菜蛾的綠色生物防控，成為當(dāng)前作物育種中的關(guān)鍵科學(xué)問題。

科研人員研究發(fā)現(xiàn)，在受到小菜蛾侵害時，植物身上有一種抗蟲相關(guān)蛋白NCBP會迅速降解，接著植物就會合成萜烯類化合物，這種化合物能毒殺小菜蛾，破壞其腸道功能，從而發(fā)揮抗蟲作用。然而，NCBP蛋白是如何感應(yīng)蟲害信號并發(fā)生降解的科學(xué)機(jī)制尚不清楚。

于是，科研人員利用蛋白質(zhì)譜分析等現(xiàn)代先進(jìn)生物學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)解析了NCBP蛋白的降解過程，發(fā)現(xiàn)植物在受到蟲害時，NCBP會發(fā)生谷胱甘肽和泛素化修飾，類似于被加上兩個待降解的“標(biāo)簽”。收到該“指令”后，負(fù)責(zé)蛋白降解的蛋白酶體會發(fā)生作用，對NCBP進(jìn)行降解，從而實(shí)現(xiàn)其抗蟲功能。

李培金認(rèn)為，該研究系統(tǒng)闡明了植物蛋白谷胱甘肽化修飾與降解之間的復(fù)雜調(diào)控關(guān)系，為相關(guān)領(lǐng)域類似研究提供了范例，深化了對植物感知蟲害信號與啟動防御機(jī)制的理解，開辟了作物抗蟲育種的新途徑。