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寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的研究进展

Research advances on the mutual defense between host plants and piercing-sucking insects

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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(mitogen-activated protein kinase,MAPK)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、Rop/Rac GTPase信号通路、活性氧(reactive oxygen species,ROS)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RNA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.

张晶、段至柔、刘常权、彭英传、张万娜、肖海军

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江西农业大学昆虫研究所,南昌330045

北京林业大学草业与草原学院,北京100083

寄主植物 刺吸式昆虫 协同进化 防御与反防御 互作机制

江西省自然科学基金江西省教育厅自然科学基金江西农业大学202大学生创新训练项目国家自然科学基金

20212BAB215019020308488S20221041003732102223

2023

10.16380/j.kcxb.2023.04.014

昆虫学报
中国科学院动物研究所,中国昆虫学会

昆虫学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.756
ISSN：0454-6296
年,卷(期)：2023.66(4)
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