Pseudomonas fragi Sneb1990 中的鞭毛蛋白 flg22pf 可激活 Solavetivone 的合成途径，从而增强番茄植物对 Meloidogyne incognita 的抗性

《Plant Physiology and Biochemistry》：Pseudomonas fragi Sneb1990 Flagellin flg22pf Stimulates Solavetivone Synthesis Pathway to Enhance Tomato Plants against Meloidogyne incognita

　　

Xinyi Lu|Shuangling Zhao|Li Yang|Yongdie Gan|Meihua Tang|Zhan Hu|Dong Li|Ranfeng Sun|Shuai Wang|Lijie Chen

摘要

细菌鞭毛蛋白（flg）是一种关键的植物免疫激活物质（MAMP），能够激活植物对多种疾病的防御机制。Solavetivone是一种主要的倍半萜类植物抗性物质，在茄科植物中构成抵御真菌病原体的一道防线。然而，solavetivone在茄科植物中对Meloidogyne incognita的防御作用及其相关基因的功能尚未得到充分研究。在本研究中，通过对用Pseudomonas fragi鞭毛蛋白flg22_pf和M. incognita处理过的番茄植株进行RNA-seq分析，我们发现了49个差异表达基因。其中，两个与solavetivone合成相关的基因premnaspirodiene oxygenase（K15472）和vetispiradiene synthase（K14182）被证实具有对抗M. incognita的作用。进一步的亚细胞定位研究表明，K15472主要定位于内质网（ER）和细胞膜，而K14182则定位于细胞核、细胞膜和内质网。过表达K14182和K15472的番茄植株中solavetivone的含量分别增加了6.21倍和4.57倍。相应地，这些基因过表达的番茄植株根部的线虫数量显著低于野生型（WT）番茄植株。Pluronic F-127模型实验表明，solavetivone具有浓度依赖性的双重作用：低浓度（0.01mg/L）会吸引M. incognita，而高浓度（≥ 0.1mg/L）则会抑制其生长。此外，外部施用5 mg/L和10 mg/L的solavetivone可显著减少盆栽植物中的线虫侵染。这些结果共同证实，P. fragi鞭毛蛋白flg22_{pf通过刺激K14182和K15472基因的表达，促进了solavetivone的合成，从而增强了番茄植株对M. incognita的抵抗力。}