玉米MicroRNAs响应草地贪夜蛾取食胁迫的功能分析

来源：环境昆虫学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：成印洁，常海龙，刘键柏，毛永凯，李继虎，张建华

单位：1. 广东省科学院南繁种业研究所,2. 山东省农业科学院经济作物研究所

摘要：草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是玉米上的一种重大迁飞性害虫，严重危害玉米产量和粮食安全。为阐明玉米响应草地贪夜蛾取食胁迫防御反应的分子机制，利用高通量测序技术对草地贪夜蛾3龄幼虫取食的玉米叶片进行微小RNA（MicroRNAs，miRNA）组学测序并结合生物信息学分析方法对miRNA的靶基因进行了预测和分析。结果显示，在草地贪夜蛾取食1 d和3 d的玉米叶片内，共检测到500个miRNAs。草地贪夜蛾取食诱导1 d后检测到317个miRNAs差异表达，其中93个miRNAs是玉米叶片被草地贪夜蛾取食1 d后特异检测到的；草地贪夜蛾取食诱导3 d后检测到309个miRNAs差异表达，其中90个miRNAs是玉米叶片被草地贪夜蛾取食3 d后特异检测到的。这些差异表达的miRNAs共预测到170 003个靶基因，靶基因主要富集在蛋白质结合、DNA结合和细胞核等区域，这些基因主要富集在肌醇磷酸代谢以及基因剪切相关信号通路上。通过RT-qPCR验证了草地贪夜蛾取食1 d和3 d的玉米叶片上调表达的部分miRNA，与生物信息学预测的结果一致。本研究增加了对草地贪夜蛾取食诱导玉米中miRNAs的差异表达及其调控的信号通路的了解，并进一步揭示了介导昆虫—宿主植物相互作用的复杂调控机制。本研究结果将为miRNAs在调控昆虫与寄主植物相互作用中的功能提供一定的理论基础，并为作物抗虫提供新的调控靶点。

关键词：草地贪夜蛾,玉米,miRNA,肌醇磷酸代谢通路,基因剪切信号通路,

基金资助：广东省科学院科技发展项目（2020GDASYL-20200103068）；广州市重点研发计划（2024B03J1272）