近日，中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所聯合國內多家科研單位圍繞葫蘆素的運輸機制進行了深入研究，首次揭示了葫蘆科瓜類作物中一種三萜化合物——葫蘆素的轉運分子機制，并闡明了葫蘆素通過調節(jié)根際菌群的互作模式提高植物抗病性的新機制。相關研究成果發(fā)表在《自然—植物（Nature Plants）》。

 

　　植物根系分泌的次級代謝產物在選擇性塑造根際微生物組方面發(fā)揮著重要作用，葫蘆素是葫蘆科植物特有的三萜類次級代謝產物，在植物根部、果實中均可檢測到，但葫蘆素在植物體內的運輸機制及其調節(jié)根際微生物組成的機制尚不清楚。

 

　　該研究從甜瓜和西瓜的葫蘆素合成的部位——根部入手，發(fā)現甜瓜、西瓜可從根部向土壤中外排葫蘆素B和葫蘆素E，并在甜瓜、西瓜基因組中鑒定到兩個MATE轉運蛋白基因。該基因不僅與葫蘆素合成基因成簇分布，且被前期發(fā)現的葫蘆素調控因子直接調控，該基因產生的蛋白可直接運輸葫蘆素B及葫蘆素E。通過分析根際微生物16S rRNA及宏基因組測序數據，并結合體外生化實驗驗證發(fā)現，根系分泌的葫蘆素B可作為碳源誘導根際腸桿菌生長，并進一步促進拮抗細菌——芽孢桿菌富集，從而建立了甜瓜對土傳病原菌——鐮刀菌的有效防御機制。該研究為培育可分泌高濃度葫蘆素的優(yōu)質抗病新品種提供了理論支撐，并有助于提高葫蘆素在有害生物綜合治理中的應用前景。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、云南省科學基金等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41477-022-01201-2