CRISPR/Cas9介导的BnaFAH基因敲除增强了油菜（Brassica napus）在2天短日照周期下对小菜蛾（Plutella xylostella）的抗性 作者：Tiantian Zhi, Zhou Zhou, Chen Shi, Meiqiong Xie, Gang Chen, Cui Lu

《Horticulturae》：CRISPR/Cas9-Mediated Knockout of BnaFAH Enhanced Brassica napus Resistance to Plutella xylostella Under a 2-Day Short-Day Photoperiod Tiantian Zhi, Zhou Zhou, Chen Shi, Meiqiong Xie, Gang Chen and Cui Lu

　　

摘要

小菜蛾（Plutella xylostella）对全球油菜（Brassica napus L.）的生产构成了严重威胁。本研究通过CRISPR/Cas9技术敲除了两种与酪氨酸降解相关的同源基因BnaFAH，发现这能够显著提高油菜对小菜蛾的抵抗力，尤其是在2天的短光照期（SD2）下。多组学分析表明，这种抗性是由于一种协调的反应机制：BnaFAH的缺乏会引发活性氧（ROS）的积累，进而激活茉莉酸（JA）的生物合成和信号传导途径。这导致关键JA生物合成基因的上调以及JA及其前体（OPDA、OPC-4和OPC-6）及其活性 conjugates（JA-Ile和JA-Phe）的积累。药理学实验进一步证实了JA的核心作用：外源性甲基茉莉酸（MeJA）的应用增强了植物的抗虫性，而JA生物合成抑制剂DIECA则抑制了抗性。硒酸钠作为ROS清除剂，既阻止了JA途径的上调，也削弱了植物的抗虫性，这说明ROS可能在JA生物合成和信号传导途径的激活过程中起到了上游调控作用。这些发现揭示了一个此前未被关注的“光照周期依赖性的ROS-JA”防御机制，说明特定环境信号下的代谢扰动可以被利用来增强植物的免疫力，为培育抗性油菜品种提供了新的目标。