小麦叶锈病防御机制新发现：黄酮类生物合成基因的关键作用

为应对小麦叶锈病，研究人员探究黄酮类生物合成基因，发现其与抗病相关，意义重大。

　　小麦（Triticum aestivum L.）是全球主要的主食。小麦叶锈菌（Puccinia triticina）产生的传染性夏孢子会引发普通小麦的叶锈病，导致全球每年约 15% 的产量损失。新的毒性菌株不断进化，且夏孢子能在空气中远距离传播，这给现有的叶锈病防治技术带来了挑战。因此，深入了解小麦植株中能够抑制病害发展的基因至关重要。当代研究表明，黄酮类生物合成基因参与转录和转录后基因调控、生长、对环境刺激的响应以及信号转导。研究发现，芹菜素（apigenin）和木犀草素（luteolin）等黄酮类物质仅在小麦感染叶锈病后才会合成。通过对四个 SOLiD-SAGE 文库的重叠群（contigs）进行电子鉴定和功能注释，揭示了次生代谢途径在应对病害发展过程中的作用。通过 KEGG 映射鉴定出的重叠群，明确了黄酮类生物合成途径，并对查尔酮合酶（Chalcone synthase）、黄烷酮 3 - 双加氧酶（Flavanone 3-dioxygenase）和花青素合酶（Anthocyanidin synthase）等关键基因进行了特征分析。在病原菌感染后的不同时间点，对具有抗性和易感性的小麦近等基因系中这些基因的表达进行分析，结果显示它们与生长发育、新陈代谢以及防御反应调节有关。在发病过程中，与抗性植株相比，易感小麦植株中这些基因的表达显著降低，这表明黄酮醇积累的表达变化可能是为了对抗叶锈病的发展。因此，该研究专注于探究小麦中的黄酮类生物合成基因及其在叶锈病发病过程中的响应。