4月29日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊利用多組學(xué)方法揭示了茉莉酸誘導(dǎo)的黃酮類物質(zhì)代謝參與調(diào)控苦蕎對立枯絲核菌抗性的分子機(jī)制，為蕎麥抗病分子育種提供了理論基礎(chǔ)和重要基因資源。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》上。
蕎麥起源中國，其生育期短、適應(yīng)性強(qiáng)，是我國高海拔冷涼地區(qū)和彝族等少數(shù)民族聚集區(qū)的重要糧食作物和救災(zāi)填閑作物，也是富含黃酮類物質(zhì)蘆丁等活性成分的重要健康食品。蕎麥立枯病是我國苦蕎主產(chǎn)區(qū)經(jīng)常發(fā)生的病害，嚴(yán)重威脅苦蕎穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)。前期研究發(fā)現(xiàn)從野生蕎麥到栽培蕎麥的馴化過程中黃酮類物質(zhì)含量顯著降低，并且可能與立枯絲核菌的敏感性密切相關(guān)，但是其分子機(jī)制尚不清楚。
研究團(tuán)隊通過對苦蕎核心種質(zhì)資源進(jìn)行抗病性檢測，結(jié)合全基因組重測序數(shù)據(jù)研究，鑒定出106個同時與黃酮類物質(zhì)代謝和抗病性密切相關(guān)的馴化位點(diǎn)。實驗發(fā)現(xiàn)，許多苦蕎茉莉酸合成信號通路的關(guān)鍵基因受立枯絲核菌侵染后顯著差異表達(dá)。對該信號通路關(guān)鍵酶基因FtCYP94C1過表達(dá)，發(fā)現(xiàn)黃酮類物質(zhì)蘆丁的含量顯著提高，且植株對立枯絲核菌的抗病性提高。研究還發(fā)現(xiàn)參與黃酮類物質(zhì)代謝的絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶受茉莉酸信號誘導(dǎo)，且與立枯絲核菌毒力蛋白互作，促進(jìn)植物感病。該研究揭示了立枯絲核菌與苦蕎互作的分子機(jī)制，為蕎麥抗病分子育種提供了重要的基因資源。
作科所助理研究員何毓琦、副研究員張凱旋、已畢業(yè)博士生李世娟、博士生盧翔、已畢業(yè)博士生趙輝、博士后關(guān)超男和黃旭為該論文共同第一作者，周美亮研究員為本文通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、三亞崖州灣菁英人才科技專項、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、歐盟地平線2020計劃等項目支持。
文章鏈接： https://doi.org/10.1093/plcell/koad118
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