贵州大学昆虫所郅军锐教授团队：揭示西花蓟马唾液效应Fomyr6和Foαglu1通过抑制植物的防御反应增强寄主适应性

【背景意义】

西花蓟马作为一种极具破坏性的多食性害虫，已进化出复杂的机制来应对植物防御，保证自身顺利取食。其唾液效应子在这一过程中起着重要作用。然而，目前对西花蓟马唾液效应子在调控植物防御反应的机制尚不清楚。了解其唾液蛋白成分及其效应子的功能，对于开发新型、有针对性的蓟马防控策略至关重要。

课题组前期通过比较取食茉莉酸处理的菜豆植株和健康的菜豆植株的西花蓟马唾液腺转录组注释到多个差异表达基因，并通过RNAi技术沉默关键基因后，筛选到可能在其取食过程中具有抑制植物防御，促进蓟马取食和繁殖的唾液蛋白。为进一步探究其功能，贵州大学郅军锐教授团队利用根癌农杆菌浸染法，将两个候选蛋白关键基因黑芥子酶Fomyr6和α葡萄糖苷酶Foαglu1在菜豆植株上瞬时过表达，明确它们在菜豆植株防御和西花蓟马适应性中的作用。

【研究内容】

本研究首先利用亚细胞定位技术确定了两个候选唾液效应子（Fomyr6和Foαglu1）的位置，发现Fomyr6主要定位在本氏烟草叶片的细胞膜上，而Foαglu1则在细胞质和细胞膜上均有定位。利用pCAMBIA1300-GFP载体生成Fomyr6-GFP和Foαglu1-GFP融合蛋白，并通过农杆菌浸染法在本氏烟草叶片中过表达。随后，使用农杆菌GV3101 pSoup细胞将含有目标基因的二元载体P1305-NKGFP转化到菜豆叶片中，通过真空抽滤法实现基因在植物中的瞬时表达，并分别提取表达目标基因的菜豆叶片RNA和蛋白，通过RT-PCR验证了基因表达。通过Western blot技术，在转录mRNA和蛋白水平上均验证了Fomyr6和Foαglu1在菜豆叶片中的成功表达。两种效应子的过表达均能显著抑制菜豆叶片AOS、LOX和PAL的活性，降低JA和SA的水平，减少总酚类和黄酮类化合物的积累。西花蓟马在过表达效应子的菜豆叶片上取食损伤面积和产卵量均增加。利用刺吸电位技术（Electrophysiological Potential Graph，‌EPG）发现西花蓟马在过表达效应子的植物上取食行为更为频繁和持久。

图1 唾液效应因子Fomyr6和Foαglu1在植物中的表达情况。(A)在本氏烟草亚细胞定位；(B)植物活体成像仪呈像；(C)Western blot分析：1、西花蓟马成虫，2、西花蓟马取食过的菜豆叶片；3、瞬时表达候选唾液效应蛋白的菜豆叶片；4、健康的菜豆叶片

图2 (A)西花蓟马对过表达唾液效应子菜豆叶片的取食损伤；(B)取食面积定量分析；(C)繁殖力

图3 西花蓟马在过表达唾液效应子菜豆植株上的取食行为分析（EPG）。(A)不同波形出现次数；(B)不同波形的持续时间。BL：非刺探波(Non-probing or baseline)、NP：未取食性刺探波(non-ingestion probe)、SP：短取食波(Short-ingestion probes)、LP：长取食波(Long-ingestion probes)

图4 过表达唾液效子对菜豆植株防御酶活性、茉莉酸和水杨酸含量的影响

图5 过表达的唾液效应子对菜豆植株次生代谢物含量的影响

【作者团队及基金支持介绍】

贵州大学昆虫研究所博士研究生李定银为论文的第一作者，郅军锐教授为通讯作者，Guy Smagghe教授参与指导；生命科学学院周叶鸣、农学院李顺欣老师，博士研究生岳文波、刘利，硕士研究生田松和杨彦琪参与了部分工作。本研究得到了国家自然科学基金项目（32460665，31660516）的资助。

【原文信息】

Li, D. Y., Zhi, J. R., Smagghe, G., Li, S. X., Tian, S., Yang, Y. Q., Yue, W. B., Liu, L., Zhou, Y. M. (2025) Salivary effectors Fomyr6 and Foαglu1 facilitate Frankliniella occidentalis in overcoming the defense of kidney bean plant [J]. Pest Management Science, online, https://doi.org/10.1002/ps.70029.

（撰稿：郅军锐；审核：常志敏）