北京農(nóng)學院設施園藝團隊闡明了JA通過調(diào)控黃酮醇合成抑制子MYB57和激活子MYB108/112精細控制番茄地下部山柰酚的含量，以權(quán)衡側(cè)根的發(fā)育和抗性的提升。日前，相關(guān)研究發(fā)表在《新植物學家》上。

茉莉素調(diào)控番茄抗根結(jié)線蟲的工作模型。 課題組供圖

研究團隊證明了JA合成基因LoxD過表達顯著提高了番茄對線蟲的抗性，LoxD基因過表達株系的線蟲入侵率顯著低于野生型。他們對LoxD過表達和野生型番茄的根系分泌物進行了代謝組分析發(fā)現(xiàn)，過表達株系根系分泌物中的黃酮類物質(zhì)顯著增加。

通過一對一地進行線蟲趨避及運動抑制實驗，他們證實了黃酮類物質(zhì)（山奈酚）抑制了線蟲的運動能力，且影響了線蟲的入侵率。同時，他們發(fā)現(xiàn)LoxD過表達促進了山奈酚合成通路的FLS、F3H和CHI基因表達的顯著上調(diào)，且FLS過表達株系顯著提高了對根結(jié)線蟲的抗性。

他們發(fā)現(xiàn)，番茄根系中調(diào)控山萘酚合成的MYB轉(zhuǎn)錄因子MYB57、MYB108和MYB112全部受到外施JA和根結(jié)線蟲的誘導。MYB57與茉莉酸信號通路多個JAZ蛋白存在互作。MYB57負調(diào)控山萘酚的合成和根結(jié)線蟲抗性，而正調(diào)控根系的生長；MYB108和112卻恰好相反。

研究團隊表示，這說明山萘酚作為植物體內(nèi)重要的次級代謝物和信號物質(zhì)，受到嚴格調(diào)控。茉莉酸信號在多個層面同時調(diào)節(jié)山萘酚的水平，以維持體內(nèi)的抗逆和生長發(fā)育平衡。

他們還討論了JA在植物與根結(jié)線蟲互作過程中存在著兩面性。低濃度JA可被根結(jié)線蟲利用，促進取食位點的形成，有利于根結(jié)線蟲的寄生。高濃度JA則阻止根結(jié)線蟲的入侵，抑制根結(jié)的形成和線蟲的寄生。

據(jù)悉，北京農(nóng)學院教授王紹輝和副教授趙文超為論文的通訊作者，中國農(nóng)業(yè)大學博士生梁晶晶，北京農(nóng)學院副教授趙文超、黃煌為該論文共同第一作者。

茉莉素調(diào)控番茄抗根結(jié)線蟲機制獲揭示—新聞—科學網(wǎng) (sciencenet.cn)