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高粱類黃酮萃取物可望成為對抗玉米蚜的天然生物製劑

2019/04/24 @國際

高粱類黃酮萃取物可望成為對抗玉米蚜的天然生物製劑

  玉米蚜(corn leaf aphid,Rhopalosiphum maidis)是禾本科作物中常見的害蟲,主要宿主包含玉米、稻米、小麥與高粱等常見的經濟作物。玉米蚜會以特殊構造的口器破壞植物表皮並吸吮體內葉部汁液,過程中除了對葉部發育造成影響外,玉米蚜攜帶的病原及排泄物會嚴重地影響植物的生理功能。除了施用化學性藥劑加以防治之外,生物性製劑將是減少環境衝擊與降低食安疑慮的替代方式。美國賓州州立大學(Pennsylvania State University)的研究顯示,由高粱(Sorghum,Sorghum bicolor)生合成的類黃酮(flavonoids,又稱黃酮類化合物)成分將有效地防治玉米蚜造成的病蟲害。
  類黃酮是植物生合成中常見的次級代謝物,除了一般廣為人知的抗氧化特性外,部分研究指出類黃酮也有病蟲害防治的功能。賓州州立大學的研究團隊在先前以高粱進行的研究中便得知,MYB轉錄因子之一的yellow seed1 (y1)是影響下游功能性基因表現的重要基因,研究發現高粱y1基因座的不同基因型與類黃酮3-deoxyflavonoids (3-DFs)與3-deoxyanthocyanidins (3-DAs)的生合成相關,因此確定y1在高粱類黃酮生合成中扮演的角色。研究團隊在這個基礎上進行研究,先排除兩基因型的殖株在y1基因座以外的遺傳差異,僅探討y1在功能上的差異帶來的影響,發現Y1表現型(或稱functional y1)與y1不表現型(或稱null y1)兩者在玉米蚜的防禦上有所差異。研究觀察到,Y1表現型相對於y1不表現型的植株而言,具有較佳的抗蚜蟲能力。另一方面,加入Y1中胚軸萃取液(mesocotyl extracts)進行處理的植株,會使蚜蟲死亡率提升。這也證實由轉錄因子y1調控的類黃酮生合成途徑是抗玉米蚜的重要關鍵,能有效地消滅玉米蚜個體及抑制族群成長,也顯示特定黃酮類化合物具開發成為生物製劑的潛力。
  該研究由美國農業部糧食及農業研究所(US Department of Agriculture's National Institute of Food and Agriculture)給予經費資助,相關研究已發表在<Journal of Chemical Ecology>。

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