白菜官网张文庆教授课题组揭示了农业害虫褐飞虱适应抗虫水稻的代谢机制
农业生产中，抗虫作物品种的培育和推广作为一种环保、经济、有效的害虫防治措施。但害虫可以适应抗虫品种，形成新的致害性表型，使得抗虫品种使用年限缩短。在适应寄主植物抗性的过程中，植食性害虫需要在克服植物的防御反应的同时确保自身的生长发育和繁殖。为了实现这一目标，害虫需要对体内的能量资源进行战略性配置，以满足自身在解毒和维持生态适合度方面的需求。然而，目前对植食性害虫适应抗虫作物过程中复杂的能量分配机制的了解仍然有限。
白菜官网张文庆教授课题组以抗虫水稻及其专食性害虫褐飞虱为研究对象对上述问题开展了研究。首先通过对褐飞虱对抗虫水稻品种IR36的非致害种群（P-TN1）和多代适应性种群（P-AD）进行了转录组和代谢组联合分析，发现丙氨酸是褐飞虱适应抗性水稻品种的关键生物标志物之一（图1）。
图1. 丙氨酸和蔗糖是褐飞虱适应抗性水稻品种的关键生物标志物
随后的研究发现丙氨酸流向决定了褐飞虱对抗虫水稻的适应性水平。丙氨酸转氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）介导的丙氨酸向丙酮酸的转化促进了褐飞虱对抗虫水稻IR36的适应。更重要的是，丙氨酸转氨酶介导的丙氨酸代谢是褐飞虱适应抗虫水稻后下游能量分配的基础。与未适应种群（P-ST）相比，抗性适应种群P-AD内脂肪体和卵巢的能量储备水平显著提高，这导致了适应抗虫水稻后的褐飞虱解毒能力的明显提高和生态适合度的恢复（图2）。
图2. 丙氨酸代谢介导的褐飞虱适应抗虫水稻机制示意图
近日，该研究以“Alanine metabolism mediates energy allocation of the brown planthopper to adapt to resistant rice”为题在Journal of Advanced Research杂志上发表，白菜官网和水产动物疫病防控与健康养殖全国重点实验室为第一署名单位，张文庆教授和已出站博士后庞锐（现为华南农业大学植物保护学院副研究员）为该论文的共同通讯作者，白菜官网博士生林开和已毕业博士生岳雷（现为河北大学600全讯白菜官方网站讲师）为共同第一作者。该工作获得了国家自然科学基金（32072418）的资助。
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