在复合病原胁迫下,通过茉莉酸预激发经诱导系统抗性 (ISR) 促进蒌叶 (Piper betle L.) 的生长

《Physiology and Molecular Biology of Plants》:Stimulation of growth in Piper betle L. via induced systemic resistance (ISR) under combined pathogenic stress through priming of Jasmonic acid

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Physiology and Molecular Biology of Plants 3.6

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   摘要植物对生物胁迫的耐受性受茉莉酸(JA)的显著调控,茉莉酸通过协同信号通路介导诱导系统性抗性(ISR)。本研究评估了外源JA预处理对赋予*Piper betle* L.(蒌叶)抗性的效果,针对的病原菌谱包括*Xanthomonas campestris*(油菜黄单胞菌)、*

  

摘要

植物对生物胁迫的耐受性受茉莉酸(JA)的显著调控,茉莉酸通过协同信号通路介导诱导系统性抗性(ISR)。本研究评估了外源JA预处理对赋予*Piper betle* L.(蒌叶)抗性的效果,针对的病原菌谱包括*Xanthomonas campestris*(油菜黄单胞菌)、*Colletotrichum piperis*(胡椒胶孢炭疽菌)、*Fusarium semitectum*(半檐腐霉)和*Phytophthora parasitica*(寄生疫霉菌)。实验组包括未感染未处理对照组(N)、病原菌感染对照组(P)和JA预处理感染组(T3)。我们的结果表明,JA处理通过恢复形态学完整性(包括叶片膨压和气孔结构)显著减轻了病原体损伤,而P组中这些指标严重受损。定量分析显示,T3植株的生理表现更为优异,其相对含水量(RWC)、叶绿素和类胡萝卜素水平均显著高于N组和P组。生化分析揭示,JA预处理抑制了氧化应激标志物,特别是将电解质渗漏、H2O2积累和丙二醛(MDA)含量降至接近基线水平。与此同时,JA显著增强了抗氧化防御系统,表现为脯氨酸、谷胱甘肽、抗坏血酸和总蛋白水平的升高。转录组分析进一步阐明了该抗性的分子机制,显示T3叶片中ISR相关基因、生长调控基因和代谢基因显著上调。主成分分析(PCA)证实ISR性状与生物量积累之间存在强正相关。此外,GO和KEGG富集分析突出显示了JA预处理植物中防御预警通路的优化以及冗余代谢基因的策略性下调,并通过GCMS代谢组分析得到验证。综上所述,这些结果表明JA预处理是增强*P. betle*广谱免疫力和生长活力的有效策略。

植物对生物胁迫的耐受性受茉莉酸(JA)的显著调控,茉莉酸通过协同信号通路介导诱导系统性抗性(ISR)。本研究评估了外源JA预处理对赋予*Piper betle* L.(蒌叶)抗性的效果,针对的病原菌谱包括*Xanthomonas campestris*(油菜黄单胞菌)、*Colletotrichum piperis*(胡椒胶孢炭疽菌)、*Fusarium semitectum*(半檐腐霉)和*Phytophthora parasitica*(寄生疫霉菌)。实验组包括未感染未处理对照组(N)、病原菌感染对照组(P)和JA预处理感染组(T3)。我们的结果表明,JA处理通过恢复形态学完整性(包括叶片膨压和气孔结构)显著减轻了病原体损伤,而P组中这些指标严重受损。定量分析显示,T3植株的生理表现更为优异,其相对含水量(RWC)、叶绿素和类胡萝卜素水平均显著高于N组和P组。生化分析揭示,JA预处理抑制了氧化应激标志物,特别是将电解质渗漏、H2O2积累和丙二醛(MDA)含量降至接近基线水平。与此同时,JA显著增强了抗氧化防御系统,表现为脯氨酸、谷胱甘肽、抗坏血酸和总蛋白水平的升高。转录组分析进一步阐明了该抗性的分子机制,显示T3叶片中ISR相关基因、生长调控基因和代谢基因显著上调。主成分分析(PCA)证实ISR性状与生物量积累之间存在强正相关。此外,GO和KEGG富集分析突出显示了JA预处理植物中防御预警通路的优化以及冗余代谢基因的策略性下调,并通过GCMS代谢组分析得到验证。综上所述,这些结果表明JA预处理是增强*P. betle*广谱免疫力和生长活力的有效策略。

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