广东
近日，中国农业大学植物保护学院与中国热带农业科学院环植所热带果蔬害虫研究组合作在植物来源氢氰酸（HCN）对害虫的致毒机理研究取得新进展。研究证实不同的生氰糖苷和β-葡萄糖苷酶（β-GLU）组合释放HCN的能力不同。致死中浓度的生氰溶液处理显著抑制二斑叶螨的解毒、抗氧化和呼吸系统相关生化酶的活性，从而抑制其发育繁殖与种群增长。研究首次证实了HCN对二斑叶螨的致毒功能，为创新利用HCN防治害虫提供了理论依据。相关成果以“Mechanisms underlying the effects of cyanogenesis on development and reproduction of Tetranychus urticae: Insights from enzyme activity and gene expression aspects” 为题发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。中国农业大学与中国热带农业科学院环植所联培博士研究生伍牧锋为第一作者，梁晓研究员为共同第一作者，陈青研究员和中国农业大学李志红教授为通讯作者。
植物组织被害虫取食时，游离的β-GLU与原本无毒的生氰糖苷发生生氰反应，释放有毒的HCN，这种二相防御被认为在植物抗虫反应中发挥重要作用。但以往的研究均通过害虫对生氰植物的取食偏好性来间接证实HCN的抗虫功能，由于其他次生代谢物质的同时摄入，难以对HCN的单一致毒效果进行评价。研究团队筛选了不同植物来源的生氰糖苷（苦杏仁苷、亚麻苦苷、百脉根苷）与β-GLU（苦杏仁和利马豆来源）组合的生氰反应，发现亚麻苦苷与利马豆来源的β-GLU生氰能力最强，对二斑叶螨的致死活性最高，而任意单一的氰苷溶液均不会导致害螨死亡。分子对接 模拟试验证实该组合的结合能最高，分子间作用力最强。采用致死中浓度处理时发现，该生氰溶液显著抑制二斑叶螨解毒、抗氧化和呼吸系统相关生化酶活性及其编码基因的表达，导致二斑叶螨的发育历期显著延长，产卵量、孵化率及种群增长被显著抑制。研究首次证实了HCN对二斑叶螨的致毒功能，为创新利用HCN防治害虫提供了理论依据。
氢氰酸抑制二斑叶螨发育繁殖和种群增长的模式图
该研究得到了国家现代农业产业技术体系、国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651324015999
来源：中国农业大学植物保护学院
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