揭秘 Mi1基因：番茄抗根结线虫防御机制与细胞动态调控的关键密码

为解决根结线虫（Meloidogyne）威胁番茄全球种植的问题，研究人员开展了关于 Mi1基因功能的研究。通过分析转录组数据及在易感品种中表达该基因，发现其诱导细胞程序性死亡（PCD）、木质素积累和细胞重塑，对防治根结线虫意义重大。

　　根结线虫，尤其是 Meloidogyne 属物种，对全球番茄种植构成严重经济威胁。尽管已鉴定出多种 Mi 基因，但其作用机制尚未完全明晰。本研究旨在通过分析抗性和易感番茄基因型的转录组数据，以及在易感品种中组成型表达 Mi₁基因，来阐明 Mi₁基因的作用。对感染根结线虫（RKN）的叶片和根样本进行转录组分析，结果显示 Mi₁基因仅存在于抗性植株的根部。为进一步探究其功能，在 CaMV 35S 启动子的驱动下，使 Mi₁基因在易感番茄品种中组成型表达。结构分析证实，Mi₁蛋白主要定位于细胞质，且缺少跨膜基序。转化后，对比野生型和转化番茄植株的转录组基因表达，发现转基因品系中与细胞、植物防御和细胞程序性死亡（PCD）相关的基因显著上调。值得注意的是，转化植株的根呈现出增粗的形态，且木质素积累量高，这与木质素生物合成基因的表达相关。这些发现表明，Mi₁基因不仅参与细胞程序性死亡，还通过在根细胞中沉积木质素，激活多种防御相关和细胞重塑基因，以抵御线虫的侵袭。