杨树PsnCHS7基因异源表达增强杂种杨对舞毒蛾的抗性机制研究

本研究通过农杆菌介导转化技术，将小黑杨（Populus simonii × P. nigra）的PsnCHS7基因在杂种杨（P. davidiana × P. bolleana）中异源表达，显著提升转基因植株槲皮素含量及查尔酮合成酶（CHS）活性。实验证实，取食转基因杨树的舞毒蛾（Lymantria dispar）幼虫生长迟缓，其细胞色素P450、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶活性显著升高，为抗虫林木培育提供理论依据。

　　

植物通过次生代谢产物抵御生物胁迫，其中黄酮类化合物是关键防御物质。查尔酮合成酶(Chalcone synthase, CHS)作为黄酮合成通路限速酶，在小黑杨(Populus simonii × P. nigra)中鉴定的PsnCHS7基因被成功转入杂种杨(P. davidiana × P. bolleana)。转基因株系表现出两大特征：槲皮素含量较野生型提升2.3倍，且经舞毒蛾(Lymantria dispar)取食后CHS活性激增。

有趣的是，取食转基因叶片的幼虫出现"生长迟滞综合征"，其解毒酶系（细胞色素P450¹、谷胱甘肽S-转移酶²和羧酸酯酶³）活性较对照组显著升高，暗示昆虫需启动更强解毒机制应对植物防御。该研究首次揭示PsnCHS7通过调控黄酮合成增强杨树抗虫性，为分子设计育种提供新靶点。