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南农植保学院在昆虫社会行为进化和卵菌病害研究领域均取得重要进展

信息来源: 本站原创 发布日期: 2014-10-24 浏览次数:

 国际权威期刊《Nature Communications》(IF= 10.742)9月12日发表了我校植物保护学院李保平教授团队在寄生蜂社会行为进化研究方面的重要进展:“Mutually beneficial host exploitation and ultra-biased sex ratios 
in quasisocial parasitoids”;8月26日,该期刊发表了
窦道龙教授团队在卵菌病害方面的重要进展:“Unconventionally secreted effectors of two filamentous  
pathogens target plant salicylate biosynthesis”。 

    李保平教授团队长期从事害虫生物防治和寄生蜂社会行为方面的研究,进行了大量细致入微的观察和实验,首次在寄生蜂中发现了支持“局部资源强化理论”的证据。论文第一作者为在读博士研究生唐秀云,通信作者为李保平教授。 


   
    社会行为常用基于遗传关系的亲缘选择理论解释。表现互助抚幼、生殖分工和世代重叠的真社会性昆虫为该理论提供了大部分实证支持,并为基于广义适合度的性比分配理论提供了关键证据。但在另一些表现简单社会行为的昆虫中未发现,如准社会性(quasi-social)肿腿蜂。本研究通过对我国广泛用于林木天牛害虫生物防治的哈氏肿腿蜂进行了研究,观察了抚幼行为和性比分配现象。研究结果表明,互助抚幼行为和极端偏雌性比分配现象不完全支持基于亲缘选择理论的‘局部配偶竞争’假说,而倾向于支持‘局部资源强化理论’,该理论通常用于解释高等动物中出现的没有亲缘关系个体间的互助行为,在昆虫中仅发现于个别准社会性蜜蜂中。该研究首次在寄生蜂中发现了支持“局部资源强化理论”的证据,从而为探究昆虫社会行为的进化机理提供了新的认识。 

    
窦道龙课题组长期从事卵菌和真菌病害方面的研究,该论文是在国家自然科学基金、江苏省自然科学基金的资助下,由我校植保学院、江苏省农科院生物技术所与山东大学微生物技术国家重点实验室联合完成,本校已出站博士后刘廷利和博士生宋天巧为共同第一作者,窦道龙教授和江苏省农科院生物技术所张保龙研究员为通讯作者。   



  
    文章解析了大豆疫霉菌和棉花黄萎菌的一个保守毒性蛋白的功能与其运出机制。大豆疫霉为卵菌,它引起的大豆根腐病是国际大豆生产上的最主要病害之一,同时该菌还是研究卵菌病害控制的重要材料;黄萎菌造成棉花黄萎病,该病目前是国内棉花生产的最主要限制性因素。文章报道这两种不同类型的病原菌都能产生一类毒性蛋白,在侵染过程中它们进入植物细胞,作为水解酶分解植物抗病信号物质水杨酸的前体,使得植物细胞不能积累这个重要信使,终止其介导的抗病反应从而使植物更为感病。重要的是,论文发现该毒性蛋白与已知病原菌毒性蛋白运出机制不同,为非典型性分泌,说明在病原菌与寄主的互动过程中,病原菌除了利用熟知的分泌途径产生毒性蛋白在“正面战场”中挑起“战火”,还能利用“暗度陈仓”的策略向“敌后方”运送“间谍”分子,以此来干扰植物的正常抗病反应过程。该研究对于了解植物病原菌的致病成灾机制,鉴定有效药物靶标和开发作物抗病材料具有理论和指导意义。 

    这两项研究成果是植物保护学院近年来继《PNAS》《 Plant Cell》《PLOS PATHOGENS》等刊物上发表多篇研究论文后,首次连续在国际顶尖杂志发表重要研究成果。