劉建鳳, 姚瑩, 趙婕, 蘇智, 魏建榮

(1.河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 河北 保定 071002; 2.中國林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心, 內(nèi)蒙古 磴口 015200)

沙棘(HippophaerhamnoidesL.)為胡頹子科沙棘屬落葉灌木或小喬木，是荒漠化防治和水土保持的重要生態(tài)、經(jīng)濟(jì)樹種，在亞歐大陸分布廣泛，一般存在于溫帶、寒溫帶等地區(qū),還有一些亞熱帶高山區(qū)，在北美地區(qū)引種栽培也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀察[1]。我國沙棘資源比較豐富，遍及西南、西北、華北和東北等區(qū)域。沙棘果實(shí)富含維生素、氨基酸、不飽和脂肪酸等多種生物活性物質(zhì)，可以增強(qiáng)人體免疫及抗腫瘤等機(jī)能[2-3]。沙棘也具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，其果實(shí)具有豐富的營養(yǎng)，作為食品原料廣泛應(yīng)用，還具有抗氧化等功效，廣泛應(yīng)用于保健品和化妝品中。目前，沙棘在我國已經(jīng)發(fā)展成為一種重要生態(tài)經(jīng)濟(jì)型樹種。

沙棘木蠹蛾(Eogystiahippophaecolus)、紅緣天牛(AsiashalodendriPalla)、沙棘繞實(shí)蠅和沙棘象鼻蟲(Elaeidobiuskamerunicus)是危害沙棘的主要害蟲。其中，沙棘木蠹蛾是嚴(yán)重危害沙棘林的重大鉆蛀性害蟲。遼寧省建平縣曾有1 530 hm2沙棘林，是世界上規(guī)模較大的人工沙棘林之一，但由于干旱、蟲害等生物非生物脅迫等原因，給這個(gè)人工沙棘林帶來巨大的破壞，同時(shí)也影響了相關(guān)的沙棘產(chǎn)業(yè)[4]。紅緣天牛屬天?？?，一年一代，跨越兩個(gè)年度，其幼蟲蛀食長勢較弱的樹干，成蟲取食沙棘嫩葉及嫩枝[5]。沙棘繞實(shí)蠅是危害沙棘果實(shí)的主要害蟲[6-7]，自1985年在遼寧省建平縣首次發(fā)生危害以來[8]，先后在內(nèi)蒙古巴彥淖爾和新疆阿勒泰地區(qū)的沙棘林中暴發(fā)成災(zāi)，導(dǎo)致沙棘果實(shí)幾近絕收，對(duì)相關(guān)的食品和藥用加工企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。沙棘象鼻蟲也是危害果實(shí)的主要害蟲，其主要通過取食沙棘幼果的種仁(而非果汁)獲取營養(yǎng)。取食時(shí)，成蟲以喙管穿入果皮，并以喙管插入點(diǎn)為中心，每粒果實(shí)只取食一次。每頭成蟲每天取食4～9粒果實(shí)[9]。上述害蟲大發(fā)生時(shí)，均給沙棘產(chǎn)業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，林木抗蟲機(jī)制及通過基因工程培育抗蟲新品種是抗蟲性研究的主要方向，而植物抗蟲基因的挖掘及其在林木分子育種中的應(yīng)用更是研究的熱點(diǎn)。鑒于此，本文詳述了沙棘主要害蟲的抗蟲性機(jī)制及分子育種研究展開詳述，并提出相關(guān)抗蟲基因工程、抗蟲分子機(jī)制及展望，以期為我國沙棘抗蟲性研究提供一定的理論基礎(chǔ)，并為抗蟲沙棘分子育種改良與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 沙棘的抗蟲機(jī)制

林木與昆蟲長期互作，協(xié)同進(jìn)化，形成了組成型和誘導(dǎo)型兩種防御性機(jī)制。組成型防御性機(jī)制是由遺傳因素影響決定的，植物會(huì)形成一種物理或化學(xué)因子，通過防止害蟲取食達(dá)到保護(hù)植株的效果；誘導(dǎo)型防御性機(jī)制是由病原菌侵染或是機(jī)械損傷等誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫應(yīng)答反應(yīng)[10]。

1.1 組成型抗蟲防御

組成型防御是植物本身具有的，分為物理組成型抗蟲防御和化學(xué)物質(zhì)組成型抗蟲防御，受外界因素影響較小。

1.1.1物理組成型抗蟲防御 物理防御是指林木在長期進(jìn)化過程中形成了多種防御害蟲入侵的外部形態(tài)特征和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，形成物理防御系統(tǒng)來阻止害蟲對(duì)沙棘果實(shí)的傷害行為[11]。如針葉樹篩管絲團(tuán)中混有的草酸鈣晶體也可有效抵抗樹皮甲蟲[12]；柳藍(lán)葉甲幼蟲更易取食被去除絨毛的柳樹嫩葉[13]；美國西部白松(Pinusbungeana)外皮層含有較多的樹脂道，對(duì)沙棘象鼻蟲具有一定的抗性[14]；奧利維爾甲蟲的幼蟲只能以桉樹比較幼嫩的葉片作為食物[15]。物理防御機(jī)制是一些大型喬木和裸子植物的常見防御類型，但在胡頹子科沙棘屬落葉性灌木的相關(guān)研究報(bào)道較少，趙延霞等[16]分析了6個(gè)沙棘亞種(品種和雜交種)根、莖和葉的組織結(jié)構(gòu)特征及其與沙棘木蠹蛾抗性的關(guān)系，明確了沙棘葉背、葉面表面皮毛與沙棘抗蟲性之間的關(guān)系。

本課題組前期通過電鏡掃描發(fā)現(xiàn)，不同抗、感沙棘植株的葉片表皮，果皮以及莖的表面均分布著大量的鱗片狀毛狀體。其中在抗蟲植株的表皮組織中毛狀體分布密集，且在葉片下表皮和果皮中有重疊現(xiàn)象；而敏感植株表皮中的毛狀體相對(duì)稀疏(圖1)。進(jìn)一步對(duì)沙棘繞實(shí)蠅的產(chǎn)卵選擇性進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)在敏感植株葉片、莖和果實(shí)上的產(chǎn)卵數(shù)量均高于抗蟲植株[17]，表明繞實(shí)蠅成蟲偏向于選擇毛狀體分布少的沙棘作為主要產(chǎn)卵寄主。由此推測，毛狀體的分布密度是影響沙棘繞實(shí)蠅產(chǎn)卵選擇性差異的重要因素，即沙棘表皮毛狀體與抗蟲性密切相關(guān)，沙棘可通過增加毛狀體分布密度來進(jìn)行物理防御。

圖1 不同抗、感無性系毛狀體分布密度差異[16]Fig.1 Trichome distribution density in resistant and sensitive plants[16]

1.1.2化學(xué)物質(zhì)組成型抗蟲防御 化學(xué)物質(zhì)組成型防御是植物利用本身固有的對(duì)害蟲具有抗性的化學(xué)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)抗蟲功能。這些化學(xué)物質(zhì)主要分為兩類：一類主要有核酸、蛋白質(zhì)、糖類和脂類等初級(jí)營養(yǎng)物質(zhì)。如白樺(Betulaplatyphyll) 隨著昆蟲的生長，存在于葉片中的兩種糖含量會(huì)降低[18]；毛白楊(Populustomentosa) 抗蟲性受到無性系樹皮內(nèi)總糖含量的影響，含量高的時(shí)候毛白楊抗蟲性較差[19]；木質(zhì)部碳水化合物含量較低有利于幼蟲取食[20]；脂肪酸類物質(zhì)可通過滲透和堵塞白紋伊蚊呼吸道并覆蓋呼吸細(xì)胞表面，造成呼吸系統(tǒng)細(xì)胞膜破壞對(duì)昆蟲達(dá)到致死作用[21]。另一類主要是植物的次生代謝物，為了應(yīng)對(duì)植物遇到的生物脅迫與非生物脅迫，會(huì)產(chǎn)生萜烯類、酚類和含氮化合物，這些物質(zhì)的合成和分布具有特異性[22]。

綜上，物理與化學(xué)防御的共同作用是植物最常見的基礎(chǔ)防御。基于此，可從沙棘物理、化學(xué)物質(zhì)等組成型防御角度對(duì)沙棘抗蟲性機(jī)制及開發(fā)利用深入開展相關(guān)工作。

1.2 誘導(dǎo)型抗蟲防御

誘導(dǎo)型防御是樹木受到侵害時(shí)，通過激發(fā)基因調(diào)控表達(dá)改變自身的理化性質(zhì)來達(dá)到防御目的[23]。誘導(dǎo)型防御系統(tǒng)具有保守、復(fù)雜、精密的特點(diǎn)，并具有持續(xù)性、傳遞性等特點(diǎn)。這個(gè)系統(tǒng)會(huì)讓植物自身產(chǎn)生大量的次生代謝產(chǎn)物以及防御蛋白，以此形成一個(gè)復(fù)雜的防御體系，當(dāng)昆蟲取食時(shí)，植物與昆蟲進(jìn)行接觸互作，啟動(dòng)防御系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)昆蟲攝食帶來的病原菌并有效抵御害蟲侵害[24]。林木的誘導(dǎo)型防御主要包括可誘導(dǎo)的化學(xué)防御、蛋白防御和生態(tài)防御等類型[18]。

1.2.1化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)型抗蟲防御 化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)防御是植物的主要防御方式之一，受到昆蟲侵害時(shí)植物會(huì)產(chǎn)生低分子量酚類、萜類及生物堿類物質(zhì)，這些物質(zhì)具有抗菌性和毒性，并抑制攝食昆蟲的消化吸收繁殖等生理功能。有研究發(fā)現(xiàn)，擁有抗蟲基因的白云杉植株被云杉蚜蟲取食后，酚類化合物pungenol 和piceol 合成量顯著增加，使昆蟲的取食量受到顯著影響，有效保護(hù)植物自身[25]。

1.2.2蛋白抗蟲防御 蛋白防御是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在這整個(gè)防御網(wǎng)絡(luò)中主要涉及氧化水解酶和蛋白抑制劑，主要功能是抗菌，抑制幼蟲生長和昆蟲的營養(yǎng)吸收。PR-3 蛋白家族具有抑制昆蟲生長的作用，通過破壞真菌細(xì)胞壁及細(xì)胞膜來完成，而PR-6 蛋白家族則被發(fā)現(xiàn)具有抑制昆蟲營養(yǎng)吸收的作用，是一些昆蟲的消化酶抑制劑[26]。除此之外，多酚氧化酶還有減少昆蟲吸收氨基酸的作用，抑制昆蟲對(duì)植物營養(yǎng)攝取消化，作用機(jī)制是通過氧化被取食植物種的酚類物質(zhì)成為醌類化合物，醌類化合物再與昆蟲腸道蛋白交聯(lián)達(dá)到目的[27]。

1.2.3生態(tài)抗蟲防御 生態(tài)防御主要是通過“宿主-昆蟲-天敵”的取食關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的。如北美香柏(Thujaoccidentalis)根部受到黑象甲(CosmopolitessordidusGermar)幼蟲侵害時(shí)，會(huì)釋放乙酸葉醇酯來吸引其天敵桿線蟲(Ceanorhabditiselegans)[28]。植物與植食性昆蟲在長期的相互過程中形成了多種防御機(jī)制，進(jìn)而快速適應(yīng)環(huán)境。上述防御機(jī)制在其他林木抗蟲功能研究中已有廣泛報(bào)道，這為進(jìn)一步深入研究各種誘導(dǎo)防御機(jī)制參與沙棘抗蟲的調(diào)控過程提供了重要的理論依據(jù)。

本課題組前期對(duì)抗、感沙棘植株抗繞實(shí)蠅研究中發(fā)現(xiàn)，抗、感沙棘無性系中分別含有醛類、酯類、醇類、酸類、酚類和甲基硫等多種化學(xué)防御物質(zhì)。其中，抗蟲沙棘植株中酯類物質(zhì)含量明顯低于敏感植株，而醛類物質(zhì)含量明顯高于敏感植株，這些化學(xué)物質(zhì)直接或間接參與了沙棘抵御繞實(shí)蠅的防衛(wèi)。同時(shí)，在繞實(shí)蠅產(chǎn)卵盛期，抗蟲沙棘無性系內(nèi)可溶性蛋白和脯氨酸等防御蛋白含量均顯著高于與敏感無性系，表明沙棘植株可以通過產(chǎn)生化學(xué)防御物質(zhì)來抵御繞實(shí)蠅的危害[17]。

1.3 激素相關(guān)信號(hào)通路介導(dǎo)的植株抗蟲機(jī)制

昆蟲從植物中攝取營養(yǎng)物質(zhì)有多種手段，同時(shí)植物應(yīng)對(duì)昆蟲的侵害也進(jìn)化出了多種防御機(jī)制，如可通過轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控茉莉酸(JA)、水楊酸(SA) 和乙烯(ET) 等信號(hào)途徑[29]參與植株的防御防衛(wèi)。植物WRKY轉(zhuǎn)錄因子既可通過參與JA、ET和SA信號(hào)代謝途徑，也可作用于下游靶基因來提高植株的抗逆性[30-33]。如火龍果(Hylocereuspolyrhizus)HpWRKY44可通過調(diào)控下游靶基因CYP450-like1的表達(dá)，從而表現(xiàn)出對(duì)不同逆境的應(yīng)答反應(yīng)[33]；陸地棉(Ghossypiumhirsutum)GhWRKY40基因通過調(diào)控MPK-WRKY-茉莉酸(JA)或ET信號(hào)通路來提高植株對(duì)白粉虱(Trialeurodesvaporariorum)的抗性[34]；水稻(Oryzasativa)OsWRKY24/70/53/45通過影響乙烯(ET)信號(hào)途徑來參與調(diào)控抗褐飛虱(Nilaparvatalugens)反應(yīng)[35-37]。還有研究發(fā)現(xiàn)，大豆(Glycinemax)WRKY家族成員受水楊酸(SA)信號(hào)通路誘導(dǎo)提高了植株抗大豆胞囊線蟲的能力[38]。

盡管國內(nèi)外學(xué)者在WRKY轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路等方面開展了一些研究，但多集中在模式植物擬南芥、水稻及經(jīng)濟(jì)作物大豆和棉花中，有關(guān)胡頹子科植物WRKY成員分子特征及介導(dǎo)毛狀體分布密度參與抗蟲的分子機(jī)制，迄今未見有相關(guān)論文發(fā)表。本課題組利用沙棘轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)，獲得了沙棘HrWRKY基因家族成員48個(gè)，其中HrWRKY44與擬南芥AtWRKY44有同源性，據(jù)此推測沙棘HrWRKY44可能通過某種信號(hào)途徑參與了植株毛狀體的形態(tài)建成，進(jìn)而提高了植株的抗蟲性。

2 沙棘抗蟲性分子育種研究

目前，林木抗蟲育種主要是利用抗性資源進(jìn)行常規(guī)育種，但由于林木抗蟲的復(fù)雜性以及林木、昆蟲互作機(jī)制研究的局限性，林木抗蟲育種一直是林業(yè)生產(chǎn)上的重大科學(xué)問題。近年來分子育種技術(shù)的快速發(fā)展為林木抗蟲育種提供了有效的探索途徑，各研究學(xué)者對(duì)抗蟲基因進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)并挖掘植物中的各種抗蟲基因病，深入研究植物體內(nèi)的各種抗蟲機(jī)制，為林木抗蟲基因工程育種提供了大量資料。目前已對(duì)多種樹種的分子抗蟲機(jī)制進(jìn)行了深入研究，通過轉(zhuǎn)基因獲得抗性植株，其中很多研究成果已經(jīng)投入到了生產(chǎn)應(yīng)用中[39-40]。與上述林木相比，有關(guān)沙棘抗蟲相關(guān)的常規(guī)育種或分子育種研究鮮見報(bào)道。本課題組在中國林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心經(jīng)過數(shù)年的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了少量的高抗繞實(shí)蠅沙棘植株，開展了生理水平、揮發(fā)性物質(zhì)和次生代謝物質(zhì)等方面的研究，發(fā)現(xiàn)一些次生代謝物質(zhì)不同程度參與了植株的抗蟲性[17]。這些具有抗蟲優(yōu)良性狀的植株為深入研究沙棘抗蟲的分子機(jī)制提供了重要的種質(zhì)資源。

2.1 分子標(biāo)記輔助育種

種質(zhì)資源的鑒定是林木育種的重要保障，同時(shí)為林業(yè)科研和生產(chǎn)也提供很大幫助。傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)和生化鑒定方法已無法滿足科研、生產(chǎn)需要，隨著深入研究以及科技發(fā)展，發(fā)現(xiàn)了分子標(biāo)記技術(shù)，從分子的角度對(duì)林木種質(zhì)資源進(jìn)行鑒定和純度分析研究。如Fossati[41]通過 AFLP 分子標(biāo)記技術(shù)，將形態(tài)上不能區(qū)分的天然歐洲山楊、銀白楊、銀灰楊的雜種區(qū)進(jìn)行區(qū)分。Ruan和Li[42]用RAPD 分析了來自中國、俄羅斯、蒙古的14個(gè)不同沙棘品種的遺傳關(guān)系。沙棘在品種篩選過程中已運(yùn)用了分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，但還未運(yùn)用到沙棘抗蟲性研究中。由此可見，尋找與經(jīng)濟(jì)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記，為沙棘分子標(biāo)記輔助育種提供可靠的科學(xué)依據(jù)，對(duì)培育沙棘抗蟲品種具有重大幫助。

2.2 轉(zhuǎn)基因抗蟲育種

轉(zhuǎn)基因作為重要的生物技術(shù)，在林木抗蟲育種工作中廣泛應(yīng)用。通過DNA重組技術(shù)，將一些外源帶有抗性的目的基因?qū)氲搅帜救旧w中，從而使外源抗蟲基因表達(dá)，表現(xiàn)出抗蟲性。目前研究表明，林木的抗蟲基因主要來源是微生物源、植物源、動(dòng)物源，如蛋白酶抑制劑、淀粉酶抑制劑等[43]。轉(zhuǎn)基因作為重要的生物技術(shù)，在林木抗蟲育種工作中廣泛應(yīng)用。通過DNA重組技術(shù)，將一些外源帶有抗性的目的基因?qū)氲搅帜救旧w中，從而使被轉(zhuǎn)移林木產(chǎn)生具有外源抗蟲基因表達(dá)，表現(xiàn)出抗蟲性。目前研究表明，林木的抗蟲基因主要來源是微生物源、植物源、動(dòng)物源，如蛋白酶抑制劑、淀粉酶抑制劑等。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化、基因槍法和顯微注射法是比較常見的轉(zhuǎn)基因方法，其轉(zhuǎn)入的外源基因均是完整的ORF框，片段較長，插入具有一定的隨機(jī)性，而目前最熱門的基因編輯技術(shù)，轉(zhuǎn)化的僅僅是一個(gè)20 nt左右的片段，且能定點(diǎn)插入，具有精確改良與編輯目標(biāo)片段的效果，該方法已經(jīng)廣泛用于動(dòng)物和一些模擬植物及經(jīng)濟(jì)作物中，但在林木上開展研究還鮮見報(bào)道[44]，而目前最熱門的基因編輯技術(shù)在林木上還鮮見報(bào)道。

在抗蟲基因研究領(lǐng)域，利用分子標(biāo)記法已在多個(gè)樹種上構(gòu)建遺傳圖譜，通過克隆定位抗蟲的基因位點(diǎn)進(jìn)行研究。毛狀體形態(tài)特征及分布密度是植株抗蟲性狀篩選的重要依據(jù)之一，而WRKY轉(zhuǎn)錄因子可以調(diào)控植株毛狀體分布密度和形態(tài)建成過程。擬南芥(Arabidopsisthaliana)中AtWRKY44(又稱TTG2)是一個(gè)與表皮毛狀體和種皮發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，也是首次揭示與植物形態(tài)發(fā)育有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，且發(fā)現(xiàn)擬南芥AtWRKY44突變體植株的葉表面毛狀體分布密度降低，形態(tài)上無分支[26]；番茄(Solanumgalapagense)中SgWRKY基因的表達(dá)可以增加植株葉片毛狀體分布密度，從而提高其對(duì)白粉虱(Bemisiatabaci)的抗性[45]。向日葵(Helianthusannuus) HaWRKY轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控參與頭狀花序邊花中毛狀體的分布密度，提高了植株抗蟲性[46]。本課題組發(fā)現(xiàn)，沙棘毛狀體分布密度與抗蟲性密切相關(guān)，因此，可基于分子標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜或沙棘轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)挖掘WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族成員，并解析其如何調(diào)控沙棘抗繞實(shí)蠅的生物學(xué)功能及作用機(jī)制，為沙棘抗蟲分子育種進(jìn)行遺傳改良提供重要參考。

2.3 沉默基因抗蟲育種

RNA干擾技術(shù)主要是通過雙鏈RNA引發(fā)的基因沉默，是一些存在于昆蟲體內(nèi)的重要基因在轉(zhuǎn)錄后表現(xiàn)的機(jī)制，為植物抗蟲防御方面起著很重要的作用。表達(dá)Snf7dsRNA的轉(zhuǎn)基因玉米可以有效的防御玉米根部受到西部玉米根蟲的侵害，其機(jī)理是該基因可以通過干擾昆蟲的Snf7基因表達(dá)基因沉默來影響其體內(nèi)液泡的分選過程使昆蟲取食受到影響或者導(dǎo)致其死亡的基因表達(dá)[47]。此外，通過Crisp/Cas9基因編輯技術(shù)的反義遺傳學(xué)手段可以誘導(dǎo)玉米[47]、擬南芥[48]和水稻[49]等植物基因突變，比如基因組缺失突變、特殊序列替換或插入，可調(diào)節(jié)基因組內(nèi)特異目標(biāo)位點(diǎn)。最近研究表明，利用Crisp/Cas9技術(shù)將楊樹油菜素內(nèi)酯合成相關(guān)的PtDWF4基因沉默后，抑制了楊樹幼苗的生長發(fā)育[50]。目前基因編輯技術(shù)在林木中的應(yīng)用實(shí)例相對(duì)于其他植物的研究比較少，但這些技術(shù)手段對(duì)于沙棘中抗病基因的研究有很大幫助，以此來消除目的植株轉(zhuǎn)基因林木的篩選標(biāo)記，對(duì)外源基因穩(wěn)定表達(dá)及降低嵌合體和變種的產(chǎn)生概率有很大幫助。

綜上，基因編輯技術(shù)應(yīng)用于林木抗蟲植株雖然成效很好，但是因?yàn)榧夹g(shù)、管理手段和生物安全等多方面因素，并未進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化種植?，F(xiàn)階段，適用于林木可攜帶多基因并可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的載體并不多，將啟動(dòng)子特異性改造后活性也低?，F(xiàn)在林木的高效組培再生系統(tǒng)和基因轉(zhuǎn)化體系建成的還不完全，仍存在某些問題。目前大部分抗蟲機(jī)理還未明確，已知的、進(jìn)行深入研究的抗蟲基因數(shù)目有限，還有待開發(fā)。沙棘具有獨(dú)特的生態(tài)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，利用分子生物學(xué)手段進(jìn)一步改良其抗蟲性狀是目前亟待解決的重要課題。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)沙棘等林木轉(zhuǎn)基因抗蟲育種的研究工作。

3 展望

沙棘具有保持水土的生態(tài)作用，也具有重要的營養(yǎng)價(jià)值及藥用價(jià)值。但近年來沙棘象鼻蟲、沙棘繞實(shí)蠅、紅緣天牛、沙棘木蠹蛾等害蟲已經(jīng)嚴(yán)重影響到沙棘的正常生長，因此加強(qiáng)對(duì)沙棘抗蟲性的研究變得至關(guān)重要。在以后對(duì)沙棘抗蟲性相關(guān)研究中需要加強(qiáng)以下幾個(gè)方面：①重視沙棘基因組的測序工作，樹木基因組測序是分子育種的重要基礎(chǔ)，是分子育種技術(shù)的支撐，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的工作；②轉(zhuǎn)基因植株抗蟲防御物質(zhì)直接或間接參與植株抗蟲的作用機(jī)制，應(yīng)考慮多種防御機(jī)制對(duì)植株抗蟲性所產(chǎn)生的綜合影響，深入研究外源基因響應(yīng)植株抗蟲的分子機(jī)制，并進(jìn)一步探索有利于抗蟲基因穩(wěn)定表達(dá)的培育環(huán)境和措施；③合理利用某些抗蟲特征性狀，從分子角度獲得抗蟲關(guān)鍵基因，將其利用在改良沙棘等林木品種的抗蟲研究中；④利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等多種組學(xué)及分子生物學(xué)方法，對(duì)抗蟲關(guān)鍵基因在調(diào)控植株抗蟲方面開展生物學(xué)功能研究，探明該基因通過調(diào)控哪種信號(hào)途徑或下游靶基因來參與植株抗蟲的分子機(jī)制；⑤堅(jiān)持與其他學(xué)科溝通交流進(jìn)行研究，以分子標(biāo)記技術(shù)為主的研究，將林木遺傳育種與其他各學(xué)科相結(jié)合，從分子、細(xì)胞、生態(tài)、表型方面綜合論述評(píng)定，整體上從各個(gè)學(xué)科相互交融中綜合分析林木的遺傳機(jī)制，明確他的數(shù)量性狀等復(fù)雜調(diào)控機(jī)制，在明確林木自身作用機(jī)制的同時(shí)，也兼顧他的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，弄清遺傳機(jī)制，建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，為之后的研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?？傊?，作為沙棘科研工作者應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注植物學(xué)抗蟲領(lǐng)域的研究進(jìn)展，學(xué)習(xí)并借鑒應(yīng)用新的技術(shù)和方法，為沙棘育種方面做出貢獻(xiàn)，推動(dòng)沙棘分子育種科學(xué)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為沙棘抗蟲新品種育種和高產(chǎn)提供新的技術(shù)手段。