酚类化学防御有助于野生大豆抵抗多个大豆胞囊线虫种群

大豆胞囊线虫（Heterodera glycines，SCN）是全球危害最严重的大豆病原物之一。SCN种群间的毒力多样性以及对有限抗性来源的依赖，为实现持久有效的SCN防控带来了重大挑战。本研究鉴定了一个野生大豆（Glycine soja）基因型（WsR），其对两个SCN种群具有抗性，即生理小种2（HG类型1.2.5.7）和生理小种5（HG类型2.5.7），并将其转录和代谢响应与感病基因型（WsS）进行了比较。与两个SCN种群侵染相关的响应相比，WsR表现出显著更强的防御相关转录响应，其中包括优先诱导与Ca2+/钙调蛋白和水杨酸信号传导相关的基因。转录组学与时间分辨代谢组学分析的整合表明，二者均汇聚于酚类代谢途径，抗性WsR中酚酸、黄酮和异黄酮的积累均有所增强。参与酚类生物合成与修饰的基因在WsR中也表现出优先诱导，表明转录重编程与观察到的代谢响应之间存在联系。值得注意的是，两种与抗性相关的酚类化合物，即4-羟基苯甲醛和2,3-二羟基苯甲酸，均可浓度依赖性地直接提高来自这两个种群的SCN二龄幼虫死亡率。通过将抗性相关的转录响应和代谢重编程与特定酚类化合物对SCN的直接活性联系起来，本研究为酚类代谢参与SCN化学防御提供了功能性证据。综上，这些研究结果表明，增强的酚类化学防御是野生大豆抵抗多个SCN种群的重要组成部分，并凸显了野生大豆作为SCN抗性分子和生化多样性宝贵来源的价值。

大豆胞囊线虫（Heterodera glycines，SCN）是全球危害最严重的大豆病原物之一。SCN种群间的毒力多样性以及对有限抗性来源的依赖，给SCN的持久化治理带来了重大挑战。本研究考察了一个对两个SCN种群具有抗性的野生大豆（Glycine soja）基因型（WsR），这两个种群分别为2号生理小种（HG类型1.2.5.7）和5号生理小种（HG类型2.5.7），并将其转录和代谢响应与感病基因型（WsS）进行了比较。与两个SCN种群互作时，WsR均表现出显著更强的防御相关转录响应，其中包括优先诱导与Ca2+/钙调蛋白和水杨酸信号传导相关的基因。转录组学与时间分辨代谢组学分析的整合显示，抗性响应最终汇聚于酚类代谢途径，抗性WsR中酚酸、黄酮和异黄酮的积累均有所增强。参与酚类化合物生物合成与修饰的基因在WsR中也表现出优先诱导，表明转录重编程与所观察到的代谢响应之间存在联系。重要的是，两种与抗性相关的酚类化合物——4-羟基苯甲醛和2,3-二羟基苯甲酸——均能以浓度依赖的方式直接提高来自两个SCN种群的二龄幼虫死亡率。通过将抗性相关的转录响应和代谢重编程与特定酚类化合物对SCN的直接活性联系起来，本研究为酚类代谢参与SCN化学防御提供了功能性证据。总体而言，这些研究结果表明，增强的酚类化学防御是野生大豆抵抗多个SCN种群的重要组成部分，并凸显了野生大豆作为SCN抗性分子和生化多样性宝贵来源的价值。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.12.751195v1?rss=1

🏷️ 野生大豆 胞囊线虫抗性 酚类化学防御 代谢组学 植物免疫