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。【延伸閱讀】線蟲費洛蒙可望成為誘發作物抗性的新興生物製劑

　　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>。

資料來源

• Pennsylvania State University
• Sorghum 3-Deoxyanthocyanidin Flavonoids Confer Resistance against Corn Leaf Aphid
• 作物病蟲害與肥培管理技術資料光碟

文章摘譯

• 農業科技決策資訊平台管理團隊