中科院分子植物卓越中心团队应邀在Natural Product Reports撰写植物次生代谢物在昆虫肠道内修饰及抗虫功能的综述文章

  2022年5月16日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心李建彩研究员、李大鹏研究员和德国马普化学生态学研究所Ian Baldwin教授受邀在生物化学顶级期刊Natural Product Reports撰写题为“Harmonizing biosynthesis with post-ingestive modifications to understand the ecological functions of plant natural products”的综述论文。系统地总结了植物次生代谢物被昆虫取食以后在昆虫肠道内发生的修饰及其生理生态学功能,展望了进一步研究植物次生代谢物抗虫功能所面临的挑战及解决方法。

  植物合成多种多样的次生代谢物用于抵御包括植食性昆虫取食在内的各种生物和非生物胁迫。植物体内储存的这些次生代谢物并不总是植物次生代谢反应的终点,也不是实现生理生态学功能的直接形式。一些次生代谢物被植食性昆虫、病原菌摄入甚至释放到环境中以后还会发生各种各样的修饰和生化反应,这些后续的生化反应对于实现植物次生代谢物的生理、生态学功能起到重要作用。

  该综述分为四个部分:1)详细总结了渐狭叶烟草(Nicotiana attenuata)中的二萜糖苷类化合物被专食性害虫烟草天蛾(Manduca sexta)幼虫取食以后,在肠道内发生的各种修饰及其生理生态学功能;2)总结了其他植物中的抗虫化合物在昆虫肠道内的修饰变化和功能;3)阐述了同一植物中不同类型的次生代谢物被昆虫取食以后可能的互相作用和功能;4)展望了植物次生代谢物功能研究过程中遇到的问题,提出了结合代谢组学和正向遗传学等多组学结合的解决办法,比如用粪便代谢组数量性状定位(fmQTL)定位控制取食后代谢修饰的植物基因。

  李建彩研究员为该综述论文的第一作者,李建彩研究员、Ian Baldwin教授和李大鹏研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了欧洲研究委员会地平线项目、德国科学基金会项目和上海市“浦江人才”计划等项目资助。

  论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/NP/D2NP00019A

昆虫引导的植物正向遗传学方法用来是植物次生代谢物的生理生态学功能