内生真菌提高披碱草抗禾谷缢管蚜的化学物质基础

.Rhopalosiphum padi is one of the main pests in Gramineae plants. Endophytic fungi of grasses have shown great potential in biological control of Rhopalosiphum padi. The main bottleneck in this field is to identify the key secondary metabolites for Epichloë bromicola to enhance Elymus dahuricus resistance to insects. Based on our previous results on biological control of Rhopalosiphum padi, this project targets to identify key metabolites of Epichloë bromicola to enhance Elymus dahuricus resistance. Given Epichloë bromicola of grasses could provide resistance characteristics for host plants, the aphid-resistant chemicals would be accurately isolated and identified from Epichloë bromicola of Elymus dahuricus by using modern chromatography and biological activity tracking methods. The implementation and completion of this project will provide a chemical basis for biological control of aphids such as Rhopalosiphum padi and provide a theoretical basis for the development and utilization of endophytic fungal Symbiotic Resources in grasses.

禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)是禾本科植物中主要的害虫之一。禾草内生真菌在生物防治禾谷缢管蚜中显示出巨大的应用潜力。明确内生真菌(Epichloë bromicola)提高宿主披碱草(Elymus dahuricus)抗虫的关键次生代谢产物是该领域的主要瓶颈问题。基于项目组在生物防治禾谷缢管蚜的前期研究基础，本项目拟利用禾草内生真菌为宿主植物提供抗性的特点，采用谱学和活性跟踪等方法，从披碱草内生真菌及其共生体中快速准确分离和鉴定次生代谢产物，并明确内生真菌提高披碱草抗虫的关键化学物质。本项目的实施和完成，将为生物防治禾谷缢管蚜等蚜虫提供化学物质基础，也为禾草内生真菌共生体资源的开发利用提供理论依据。

禾谷缢管蚜分布极广，是禾本科植物中主要的害虫之一，也是14种全球最重要的农业蚜虫之一。由于禾谷缢管蚜年发生世代多、繁殖快，目前生产上对其防治仍以化学药物防治为主，其中新烟碱类杀虫剂是防治蚜虫的主要化学药物。然而该类化学农药的过度使用会导致昆虫数量和种类下降。因此，需要生物防治禾谷缢管蚜。禾草内生真菌在生物防治禾谷缢管蚜中显示出巨大的应用潜力。本项目拟利用禾草内生真菌为宿主植物提供抗性的特点，采用代谢组学、谱学以及活性跟踪等方法，从内生真菌与披碱草共生体中分别快速准确分离和鉴定次生代谢产物12和14个化合物，对这些化合物进行杀虫活性结果显示tricin 4-O-(erythro-β-guaiacyl-glyceryl) ether在48 h可使禾谷缢管蚜死亡率75.8%;禾谷缢管蚜采食诱导内生真菌-披碱草共生体产生的挥发油化学成分中除了显示出杀虫活性的4-异丙基苯甲醇外，另外还产生可以吸引蚜虫天敌瓢虫的对乙基苯乙酮；从E+植物中发现的杀虫活性物质含量均高于E-植物，说明内生真菌可以提高披碱草植物产生更多的组成型防御物质来抵御禾谷缢管蚜的取食。在三年的项目实施期间，本项目顺利完成了申请书所提交的研究计划，明确了内生真菌提高披碱草抗虫的化学物质，为生物防治禾谷缢管蚜等蚜虫提供化学物质基础，也为禾草内生真菌共生体资源的开发利用提供理论依据。在Journal of Agricultural and Food Chemistry, Chemistry & Biodiversity，Chemistry of Natural Compounds刊物上发表第一标注本基金项目资助的SCI论文4篇、EI论文3篇、会议论文1篇、发明专利1项，另外在该项目的支持下培养了3名研究生。