芝麻与植原体互作转录组解析:顶芽分生组织响应植原体感染的分子机制与花变病形成机理

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Physiology and Molecular Biology of Plants 3.3

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  来自印度的研究人员针对芝麻(Sesamum indicum L.)受植原体(Phytoplasma)感染导致花变病(phyllody)的产业难题,采用创新性Dual RNA-seq技术同步解析宿主与病原体的全局转录组特征。研究发现1298个差异表达基因(DEGs)涉及植物激素信号、开花调控及苯丙烷代谢等通路,鉴定出植原体分泌蛋白PAM486的高表达特征,为开发靶向防控策略提供分子靶点。该研究首次实现植原体-植物互作体系的转录组双维度解析。

  

芝麻(Sesamum indicum L.)作为重要的油料作物,其生产正面临植原体感染引发的花变病威胁。最新研究通过双维度转录组测序(Dual RNA-seq)技术,同步捕捉了健康与染病植株顶芽分生组织中宿主与病原体的基因表达图谱。

在植物层面,1298个差异表达基因构成复杂的防御网络:植物激素信号通路中JA/SA平衡被打破,开花相关基因如FT同源物显著下调,淀粉合成酶基因表达异常导致糖代谢紊乱。更引人注目的是,31个转录因子家族集体"重编程",苯丙烷代谢途径关键酶PAL的激活暗示着次生代谢物的防御动员。

病原体方面,洋葱黄化植原体(Ca. Phytoplasma Onion Yellow)仅表达574个基因,但核糖体蛋白基因的活跃提示其高效利用宿主资源。分泌蛋白PAM486的惊人表达量,暗示其可能是操纵宿主发育的"分子武器"。液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)证实,防御激素水杨酸(SA)的积累与转录组数据高度吻合。

这项研究不仅绘制了植原体侵染的分子路线图,更开创性地将Dual RNA-seq应用于植物-原核生物互作研究。PAM486等关键靶点的发现,为开发基于RNA干扰的精准防控策略铺平了道路,对保障全球油料作物安全具有里程碑意义。

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