大豆品种群体中疫霉菌诱导的代谢组变异导航:肉桂醛与拟雌内酯的广谱抗性机制解析

【字体: 时间:2025年08月20日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  为解决大豆疫霉根腐病抗性机制不明的难题,研究人员通过高通量代谢组学技术系统解析44个大豆品种的代谢响应,锁定脂质和苯丙烷类化合物为关键防御代谢模块,鉴定出肉桂醛(cinnamaldehyde)和拟雌内酯(coumestrol)两种新型抗病代谢物。其中苯并呋喃型植物抗毒素拟雌内酯展现广谱抑制孢子萌发活性,Dir2a/4a/4b基因过表达实验证实其育种应用潜力。该研究为作物抗病育种提供了代谢组-遗传学整合研究范式。

  

大豆与疫霉菌(Phytophthora sojae)的攻防战有了新发现!科研团队采用代谢组学(metabolomics)导航技术,在44个大豆品种群体中捕捉到疫霉菌入侵引发的化学防御风暴。脂质和苯丙烷类(phenylpropanoids)代谢物组成第一道防线,其中肉桂醛(cinnamaldehyde)表现亮眼——能直接摁住病原菌的孢子囊萌发和菌丝生长。更令人振奋的是,团队首次锁定苯并呋喃型(benzofuran-type)代谢物拟雌内酯(coumestrol)作为植物抗毒素(phytoalexin),其广谱抑菌能力经遗传实验实锤:过表达调控基因Dir2a/4a/4b可使大豆发根系统积累更多"化学武器"。有趣的是,代谢物在大豆防御中扮演不同角色,比如大豆苷元(daidzein)虽被归为耐受型代谢物,却会"引狼入室"吸引更多游动孢子。这项研究不仅绘制出大豆抗病的"代谢地图",更为设计"代谢装甲"作物提供了精准靶点。

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