简单摘要
木薯是一种重要的粮食作物，但它遭受诸如木薯粉蚧等害虫的侵害。农民常常使用化学农药来控制这些害虫，但这会对环境造成危害。植物天然会产生称为类黄酮的保护性化学物质来抵御害虫，但目前尚不清楚这些化学物质究竟如何帮助木薯抵抗害虫。我们的研究旨在了解这一天然防御机制。我们比较了高抗性和高感性的木薯植株，并鉴定出一个负责产生这些保护性化学物质的关键基因。当我们关闭高抗性植株中的这个基因时，植株的化学防御能力显著下降。这些植株再次变得脆弱，遭受更严重的虫害损伤，且昆虫的繁殖速度加快。这表明在该品种中，该基因及其产生的保护性化学物质是对粉蚧产生抗性所必需的。这项研究对社会具有重要价值，因为它提供了一种保护作物的天然方法。通过了解这种防御机制，科学家可以培育出天然抵抗害虫的木薯品种。这有助于减少化学农药的使用，支持可持续农业，并保障粮食供应。
摘要
类黄酮已知在多种系统中参与植物对植食性昆虫的防御，但其在木薯（Manihot esculenta）对木薯粉蚧（Phenacoccus manihoti）抗性中的具体作用仍不清楚。通过对高抗性和高感木薯品种中九个类黄酮生物合成基因的表达谱分析，查尔酮合酶（CHS）被鉴定为差异表达最显著的候选基因。在高抗性品种C1115中对CHS进行病毒诱导的基因沉默（VIGS），导致CHS转录本水平降低67.5%，酶含量下降60.6%，总类黄酮含量减少29.7%。同时伴随下游基因CHI和LAR的表达受到抑制。沉默后的植株表现出叶片损伤增加和害虫指数升高，实际上使抗性表型转变为感性。此外，取食这些植株的粉蚧其净繁殖率增加了1.3倍。这些结果表明，CHS依赖的类黄酮积累是高抗性品种C1115对P. manihoti产生抗性所需的组成部分之一，并确定CHS是标记辅助育种的一个有前景的候选靶点。
