番木瓜感染Babaco花叶病毒(BabMV)的时序代谢重编程机制与防御代谢物动态调控研究

这篇研究通过时序代谢组学揭示了番木瓜(Carica papaya)响应Babaco花叶病毒(BabMV)感染的动态防御机制。早期(2-10 dpi)硫氨基酸和酚类化合物积累，后期(15-30 dpi)转向脯氨酸(Pro)和多胺(PA)通路，伴随谷氨酰胺合成酶(GS)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)等关键酶的上调，以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)介导的抗氧化代谢物爆发，为植物-病毒互作提供了新颖的时序代谢视角。

　　

Highlight

我们的研究首次证明病毒感染会触发植物代谢的动态双相重编程，这与转录组变化的 distinct 阶段紧密相关。最初，含硫氨基酸和有机酸在激活免疫反应和缓解氧化应激中起关键作用。随着感染进展，脯氨酸(Pro)、多胺(PA)和生育酚等代谢物接管了ROS清除任务。这些发现强调了植物防御策略的时序协调性。

结论

通过BabMV感染的番木瓜时序代谢分析，揭示了病毒诱导的代谢重编程呈现明显的阶段性特征。早期(2-10 dpi)以硫代氨基酸（如半胱氨酸）和酚类化合物积累为主，后期(15-30 dpi)则转向脯氨酸(Pro)和多胺(PA)生物合成通路。关键酶如脯氨酸-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和精氨酸酶(ARG)的协同调控，与苯丙氨酸解氨酶(PAL)介导的苯丙烷途径激活共同构成了"代谢防御风暴"。这种时序精确的代谢重塑不仅为植物-病毒互作提供了新见解，也为作物抗病育种提供了潜在靶点。

CRediT作者贡献声明

Maria Gabriela Maridue?a-Zavala：论文撰写、数据验证与形式化分析

Carlos Noceda：论文评审与经费支持

Mohammed K Okla：形式化分析

Juan Manuel Cevallos-Cevallos：论文评审与经费支持

Gerrit T.S. Beemster：论文评审、课题设计与监督

Hamada AbdElgawad：论文评审、经费支持与形式化分析

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究的财务或个人利益冲突。

伦理批准与参与同意

不适用。

数据可用性声明

本研究使用的数据集可根据合理要求从通讯作者处获取。

资助致谢

研究经费由厄瓜多尔学术研究发展委员会（Cedia）CEPRA XI-2017-11和XIII-2019-12项目，以及Vlir-UOS网络基金提供。作者同时感谢沙特国王大学ORF-2025-374项目的支持。

竞争利益声明

?? 作者确认不存在已知的竞争性财务或个人关系影响本研究结果。