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河南农业大学植物保护学院刘晓光/雷彩燕团队在TOP期刊发表科研成果:黄瓜CsZAT10调控抗烟粉虱机制研究

  • 2026-10-23 22:03:27
河南农业大学植物保护学院刘晓光/雷彩燕团队在TOP期刊发表科研成果:黄瓜CsZAT10调控抗烟粉虱机制研究

“The Cys2/His2-type zinc finger transcription factor CsZAT10 positively regulates Cucumis sativus resistance against Bemisia tabaci by activating the plant defense system”文章发表在《Pest Management Science》。C2H2型锌指转录因子CsZAT10可通过激活活性氧(ROS)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)相关的植物防御信号通路,正向调控黄瓜对烟粉虱的抗性,该基因是培育抗烟粉虱作物的新型分子靶点。

研究背景

烟粉虱是全球性入侵农业超级害虫,寄主超600种,不仅造成作物营养流失,还传播400余种植物病毒,农业危害极大。化学防治因烟粉虱蜡质层、抗药性及世代重叠效果受限,还易引发环境与残留问题,绿色防控迫在眉睫。C2H2型锌指蛋白是植物重要的抗逆转录因子,但该类蛋白调控植物抗烟粉虱的具体功能与机制尚未明确,为此本研究探究了黄瓜CsZAT10在抗烟粉虱中的作用。

实验方法

以黄瓜‘博杰18A’和Q型烟粉虱为试验材料,首先克隆CsZAT10并开展生物信息学分析;通过qPCR检测该基因在黄瓜不同生育期、器官的时空表达模式,及SA、茉莉酸甲酯(MeJA)、H₂O₂处理和烟粉虱侵染后的诱导表达特征;利用农杆菌介导的病毒诱导基因沉默(VIGS)和过表达技术,获得CsZAT10沉默与过表达黄瓜植株;检测转基因植株的ROS、SA、JA含量,防御基因转录水平,防御酶(SOD、POD、PAL)活性及酚类、黄酮类等抗性物质含量,并结合烟粉虱存活率、寄主偏好性的生物测定,明确该基因的调控功能与机制。

核心结果

CsZAT10含两个典型C2H2锌指结构域,在黄瓜各生育期和器官均有表达,且受烟粉虱侵染及SA、MeJA、H₂O₂显著诱导;沉默CsZAT10后,黄瓜的ROS积累受抑,SA、JA生物合成及相关防御基因表达下调,防御酶活性和酚类、黄酮类、单宁等抗性物质含量降低,烟粉虱存活率提升32%、寄主偏好性提高52.5%;过表达CsZAT10则出现相反效应,烟粉虱存活率下降40%、寄主偏好性降低41.3%,植物防御系统被全面激活。

研究结论

CsZAT10是调控黄瓜抗烟粉虱的关键正调控因子,其通过放大ROS信号、增强SA和JA的生物合成、激活防御酶活性、促进酚类次生代谢物积累,全方位激活植物防御系统以抵御烟粉虱。该研究明确了CsZAT10调控黄瓜抗烟粉虱的分子机制,为抗烟粉虱黄瓜的分子育种提供了核心靶点,也为烟粉虱的绿色、可持续防控提供了新的分子思路。

原文链接:

https://doi.org/10.1002/ps.70747

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