这项研究由南京农业大学王明教授团队在王远超教授的带领下报告,题为“大豆病害的绿色防治”。大豆作为全球重要的豆科作物,面临着来自不同病原体的持续威胁,对全球产量产生了深远影响。尽管大豆与病原体之间的遗传相互作用引起了广泛的关注和研究,但复杂的生化反应仍知之甚少。邱敏和同事决定使用靶向和非靶向液相色谱-质谱 (LC-MS) 代谢组学来剖析大豆与各种病原体之间错综复杂的相互作用。
研究团队在受感染的大豆样本中共鉴定出 627 种特征代谢物,这些代谢物被归类为四个模块,涵盖黄酮类化合物、异黄酮类化合物、三萜类化合物、氨基酸和多肽类化合物以及酚类化合物等。研究人员发现,在病原体入侵后,初级代谢和次级代谢均发生了显著变化。
尤其值得注意的是总黄酮在不同病原菌接种过程中的双向变化。在高度诱导的总黄酮中,值得注意的是已知的代表性抗病原菌化合物(甘氨酸 I)、异黄酮的骨架形式(大豆黄酮、染料木黄酮、黄豆黄素、芒柄花素)和本研究中新纯化的化合物(李子苷)。随后,作者进一步展示了这五种化合物的生物学作用,验证了它们对抗病原菌的不同功能:李子苷显著抑制大豆疫霉菌的营养生长和毒力;染料木黄酮对长颈拟南芥的营养生长和毒力有明显的抑制作用;大豆黄酮和芒柄花素对长颈拟南芥的毒力有明显的抑制作用。
这项研究强调了代谢组学工具的强大效用,从生化角度深入了解植物与病原体的相互作用。这些发现不仅有助于植物病理学,还为在更大范围内增强植物对疾病的抵抗力提供了战略途径。
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