Функции факторов транскрипции в устойчивости кукурузы к насекомым и сигналинге жасмонатов

Кукуруза (Zea mays) — важная продовольственная, кормовая и биоэнергетическая культура, играющая ключевую роль в продовольственной безопасности, в то время как насекомые-вредители серьёзно влияют на её урожайность и качество. Бензоксазиноиды (BXDs) и летучие терпены являются инсектицидными защитными соединениями в кукурузе. BXDs токсичны для насекомых и напрямую ингибируют их рост и развитие, а летучие терпены привлекают естественных врагов растительноядных насекомых.

Предыдущие исследования показали, что обработка жасмоновой кислотой (JA) может способствовать накоплению BXDs и летучих терпенов в кукурузе, но лежащие в основе молекулярные механизмы были неизвестны.

Исследовательская группа под руководством профессора У Цзяньцяна из Куньминского института ботаники Китайской академии наук (KIB/CAS) выяснила функции кукурузных MYC2s в JA-опосредованном защитном ответе на насекомых с помощью методов генетики, биохимии, молекулярной биологии и биоинформатики.

По данным исследователей, по сравнению с растениями кукурузы дикого типа, мутанты кукурузы, в которых были нокаутированы MYC2s, оказались высоковосприимчивы к насекомым Mythimna separata и Spodoptera frugiperda.

Мутанты MYC2s также показали феминизированный фенотип метёлки. Таким образом, MYC2s регулируют устойчивость кукурузы к насекомым и определение пола метёлок. Исследователи также продемонстрировали, что кукурузные MYC2s положительно регулируют биосинтез BXDs и летучих терпенов, а анализы RNA-Seq и CUT&Tag-Seq выявили регуляторный ландшафт кукурузных MYC2s.

Более того, они идентифицировали семь факторов транскрипции, которые являются физическими мишенями для MYC2s и, вероятно, участвуют в регуляции биосинтеза BXDs.

Это исследование даёт важное новое представление о молекулярных механизмах устойчивости к насекомым и JA-сигналинга у кукурузы.

Работа была опубликована в Journal of Integrative Plant Biology под названием "ZmMYC2s play important roles in maize responses to simulated herbivory and jasmonate."