自然界昆蟲的選擇壓力驅動了植物復雜防御系統的進化。對于光周期敏感的植物，如大豆，在整個生長期都面臨食葉性昆蟲的危害，而開花期經常與害蟲高發期一致。然而，目前尚不清楚植物如何協調其開花與抗蟲性之間的關系。近日，南京農業大學農學院喻德躍教授團隊在Plant Physiology上發表了題為“CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASE38regulates flowering time and common cutworm resistance in soybean”的研究論文，揭示了大豆GmCDPK38在調控開花時間和抗蟲性中的雙重功能及其在大豆馴化中的進化規律。
GmCDPK38是鈣依賴性蛋白激酶第IV亞家族成員。研究發現GmCDPK38的表達受光周期調節。含有單倍型2（Hap2）的大豆開花較晚，對食葉性昆蟲斜紋夜蛾的抗性高于Hap3。敲除Hap3的gmcdpk38突變體表現出與Hap2相似的開花和抗性表型。此外，敲除GmCDPK38導致許多與開花和抗性相關的磷酸化蛋白質、基因和代謝物發生改變。例如，S-腺苷甲硫氨酸合成酶GmSAMS1在gmcdpk38突變體中發生翻譯后上調。
GmCDPK38在野生大豆中具有更豐富的遺傳多樣性，可能在大豆馴化中受到選擇。Hap2主要分布在蟲害嚴重的低緯度地區，在主栽品種中的頻率高于野生大豆，而Hap3則廣泛分布在蟲害相對較輕的高緯度地區。
綜上，這些結果闡明了GmCDPK38以協調的方式調節光周期誘導的大豆開花和對斜紋夜蛾的抗性。
南京農業大學農學院博士后李霄和胡德洲為共同第一作者，王慧副教授和喻德躍教授為共同通訊作者。廣州大學劉寶輝教授、孔凡江教授、杜海平博士，美國Saint Louis大學Zhenbin Hu博士參與了部分研究。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃和歐盟“地平線2020”計劃的資助。
原文鏈接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiac260/6596089
日期：2022-06-13
GmCDPK38是鈣依賴性蛋白激酶第IV亞家族成員。研究發現GmCDPK38的表達受光周期調節。含有單倍型2（Hap2）的大豆開花較晚，對食葉性昆蟲斜紋夜蛾的抗性高于Hap3。敲除Hap3的gmcdpk38突變體表現出與Hap2相似的開花和抗性表型。此外，敲除GmCDPK38導致許多與開花和抗性相關的磷酸化蛋白質、基因和代謝物發生改變。例如，S-腺苷甲硫氨酸合成酶GmSAMS1在gmcdpk38突變體中發生翻譯后上調。
GmCDPK38在野生大豆中具有更豐富的遺傳多樣性，可能在大豆馴化中受到選擇。Hap2主要分布在蟲害嚴重的低緯度地區，在主栽品種中的頻率高于野生大豆，而Hap3則廣泛分布在蟲害相對較輕的高緯度地區。
綜上，這些結果闡明了GmCDPK38以協調的方式調節光周期誘導的大豆開花和對斜紋夜蛾的抗性。
南京農業大學農學院博士后李霄和胡德洲為共同第一作者，王慧副教授和喻德躍教授為共同通訊作者。廣州大學劉寶輝教授、孔凡江教授、杜海平博士，美國Saint Louis大學Zhenbin Hu博士參與了部分研究。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃和歐盟“地平線2020”計劃的資助。
原文鏈接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiac260/6596089
日期：2022-06-13
