近日，我院李付广研究员团队系统解析了棉花作为非偏好寄主抵御草地贪夜蛾取食的分子机制，揭示了棉花通过化学防御、物理屏障与信号调控协同作用抑制害虫生长发育的多层次防御网络，为抗虫作物精准育种提供了重要理论基础与候选基因资源。相关成果以“Comparative Transcriptomics Reveals the Regulatory Mechanisms Underlying the Feeding Preference of Spodoptera frugiperda for Different Host Plants”为题，发表于农业与食品化学领域学术期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一区Top期刊）。

草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）是一种可危害76科350余种植物的重大迁飞性害虫，对全球粮食安全构成严重威胁。其暴发成灾与其强大的寄主适应性密切相关。植物与植食性昆虫在长期协同进化中形成了复杂的“攻击—防御—反防御”关系。陆地棉（Gossypium hirsutum）是草地贪夜蛾的非偏好寄主，但其抗虫分子机制尚缺乏系统解析。

研究通过取食偏好实验与两性生命表分析发现，草地贪夜蛾对玉米偏好性最强，水稻次之，棉花最弱。取食棉花后，幼虫发育历期显著延长、存活率与繁殖力大幅下降。转录组与生理分析表明，取食棉花严重抑制了幼虫中肠解毒通路（细胞色素P450、谷胱甘肽代谢等）、降低幼虫保幼激素Ⅲ水平、抑制消化酶活性、并激活细胞凋亡相关基因，最终导致幼虫发育受阻与死亡。

与此同时，棉花在遭受取食后激活了强大的防御网络：化学防御基因（GhVSPA、GhTDC）、物理屏障基因（GhFAR3、GhCYP77A3）及信号调控因子（GhMYC4、GhWRKY18）协同上调。该研究整合害虫与植物的转录组数据，系统阐明了棉花抗草地贪夜蛾的分子基础，从棉花中筛选出一批可用于抗虫育种的候选基因。

郑州大学农业与生物制造学院已毕业硕士研究生常会敏（目前中国农业科学院棉花研究所博士在读）为论文第一作者，郑州大学农业与生物制造学院默辉娟副研究员、李付广研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c05312

（文稿/常会敏   初审/刘钊  复审/张淼 终审/王文静  监制/高宇)