外源性抑制剂通过在高二氧化碳环境下激活苯丙素代谢途径，增强植物对稻飞虱的抵抗力

《Plant, Cell & Environment》：Exogenous Inhibitors Enhance Plant Resistance to Rice Planthoppers Through Boosting Phenylpropanoid Pathway Under Elevated CO2

增碳条件下，苯醚甲环唑（PA）和3,4-亚甲基二氧基肉桂酸（MDCA）抑制稻飞虱危害，激活水稻苯丙素途径及ROS系统，增加羟基肉桂酸衍生物含量，抑制虫体解毒酶活性，提升抗虫性。

　　

摘要

在二氧化碳浓度升高的环境下（eCO?），Nilaparvata lugens对水稻植株造成的损害会加剧，这凸显了在eCO?条件下增强水稻抗性以抵御该害虫的紧迫性。苯丙素途径由多个分支组成，已知能够提高植物的抗性。通过抑制某些分支中的关键酶，可以促使其他分支得到激活，从而增强植物的防御能力。本研究使用肉桂酸-4-羟化酶（C4H）抑制剂哌酮酸（PA）和4-香豆酸：CoA连接酶（4CL）抑制剂3,4-（亚甲基二氧）肉桂酸（MDCA）处理水稻植株，并在常二氧化碳浓度（aCO?）和升高二氧化碳浓度（eCO?）条件下观察其对Nilaparvata lugens和水稻植株的影响。结果表明，PA和MDCA处理显著降低了Nilaparvata lugens对水稻的侵害程度及其存活率，尤其是在eCO?条件下。此外，PA和MDCA处理还激活了水稻植株中的活性氧（ROS）系统及苯丙素途径，并增加了eCO?条件下的羟基苯甲酸衍生物含量，而在aCO?条件下仅有轻微变化。进一步分析表明，这些化合物能够抑制Nilaparvata lugens的侵害及其存活率，并能与Nilaparvata lugens中的解毒酶结合并诱导其活性。这些发现表明，PA和MDCA能够在eCO?条件下提高水稻的抗性，为缓解气候变化加剧的害虫危害提供了一种潜在策略。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理要求向通讯作者索取。