谷氨酰胺介导的氮营养调控在蒺藜苜蓿-腐霉互作中的关键作用

来自法国的研究人员通过分析30余种蒺藜苜蓿(Medicago truncatula, Mt)品系，揭示了氮(N)营养调控植物-病原互作的新机制。研究发现病原菌Aphanomyces euteiches(Ae)侵染会诱导根部谷氨酰胺(Gln)积累，且Gln浓度与感病性呈正相关。外源Gln处理使部分抗性品系A17代谢谱向感病型转变，RNAseq显示Gln通过调控植物防御基因(MtGS1等)和病原毒力因子(蛋白酶/激发素)表达，在植物免疫与病原生长间建立动态平衡。该研究为作物抗病育种提供了新靶点。

　　

氮元素(N)作为植物与微生物生长的必需营养，其供给水平直接影响蒺藜苜蓿(Medicago truncatula, Mt)与卵菌病原Aphanomyces euteiches(Ae)的互作结局。最新研究发现，当超过30个具有遗传多样性的Mt品系遭遇Ae侵染时，根部谷氨酰胺(Gln)的积累程度与感病性显著正相关。在部分抗性品系A17中，氮营养调控的感病性变化与细胞质谷氨酰胺合成酶基因(MtGS1)表达密切相关。

引人注目的是，外源Gln处理不仅增强了A17品系的感病性，还使其代谢特征向敏感型转变。RNA测序揭示：在未接种的根部，Gln能激活大量植物防御基因；而对病原菌而言，Gln环境促进其蛋白酶编码基因表达，抑制激发素基因转录，同时显著刺激Ae菌丝生长。这些发现勾勒出一幅精妙的生态博弈图景——当植物通过Gln合成重构氮代谢时，病原菌同步调整毒力策略，最终双方在氮营养战场上达成微妙的动态平衡。该研究为理解植物-微生物互作提供了全新视角，指出Gln代谢或是未来抗病育种的关键调控节点。