揭示大豆抗病基因在胞囊線蟲防御和免疫互作的分子機(jī)制（2020.1.22 Plant Biotechnology Journal)

大豆胞囊線蟲（Soybean cyst nematode，SCN）是大豆生長(zhǎng)中主要病蟲害之一，在世界各大豆產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生。我國(guó)的東北和黃淮海大豆主要產(chǎn)區(qū)，如遼寧，吉林，黑龍江，山西，河南，山東，安徽等省大豆胞囊線蟲病危害嚴(yán)重，制約了我國(guó)大豆生產(chǎn)。大豆胞囊線蟲寄主范圍很廣，大多數(shù)為雜草，在栽培植物中的主要寄主有小豆，赤小豆、飯豆、某些菜豆品種等。該病一般使大豆減產(chǎn)10%～20%，重者可達(dá)30%～50%，某些產(chǎn)區(qū)因大面積發(fā)生而毀種。因此，挖掘大豆胞囊線蟲抗病基因迫在眉睫。

近日，國(guó)際知名雜志Plant Biotechnology Journal發(fā)表了美國(guó)南伊利諾大學(xué)植物土壤和農(nóng)業(yè)系Khalid Meksem教授 為 “A pathogenesis related protein GmPR08-Bet VI promotes a molecular interaction between the GmSHMT08 and GmSNAP18 in resistance to Heterodera glycines” 研究論文。該文報(bào)道大豆中GmPR08-Bet VI蛋白通過促進(jìn)GmSHMT08和GmSNAP18之間的互作增加對(duì)大豆胞囊線蟲的抗性。

作者研究發(fā)現(xiàn)與GmSNAP18和GmSHMT08類似，GmPR08-Bet VI受SCN誘導(dǎo)表達(dá)。超表達(dá)GmPR08-Bet VI可使接種后的大豆根莖中SCN包囊減少65%，但是超表達(dá)兩個(gè)細(xì)胞分裂素結(jié)合位點(diǎn)突變后的GmPR08-Bet VI卻不會(huì)引起對(duì)SCN抗性改變。亞細(xì)胞定位發(fā)現(xiàn)GmSHMT08， GmSNAP18以及GmPR08-Bet VI定位在細(xì)胞質(zhì)和質(zhì)膜上。GmSNAP18在SCN抗性大豆線蟲周圍的根細(xì)胞特異性高量表達(dá)且在質(zhì)膜上高度積累。SCN可誘導(dǎo)編碼水楊酸信號(hào)通路關(guān)鍵基因表達(dá)。GmSNAP18和GmPR08-Bet VI也在水楊酸和細(xì)胞分裂素外源處理下誘導(dǎo)表達(dá)，且僅在GmSNAP18存在時(shí)才能誘導(dǎo)GmSHMT08表達(dá)，這表明SCN抗性基因之間存在分子互作?？傊@些結(jié)果提供了一種新的反應(yīng)機(jī)制對(duì)植物線蟲抗性的影響包括單倍體相容性、基因劑量和激素水平信號(hào)。