前沿 |张瑞福教授课题组合作研究揭示三萜类化合物转运及调控根际菌群有益互作提高植物抗病性的新机制

植物根系分泌的次级代谢产物在根际生物互作中发挥着重要作用，葫芦素是葫芦科植物特有的三萜类次级代谢产物，但葫芦素在植物根部合成转运的机制及其对植物健康产生的生态效益尚不清楚。近日，《自然—植物》(Nature Plants)在线发表了我院与云南师范大学、中国农科院农业基因组研究所等多家单位的合作研究成果，首次揭示了葫芦科瓜类作物中一种三萜化合物——葫芦素的转运分子机制，并阐明了葫芦素通过调控根际菌群提高植物抗病性的互作机制。课题组荀卫兵副教授主要贡献了根际微生物组的分析与功能验证，是论文共同第一作者。

本研究以西甜瓜可向根际土壤中外排葫芦素为研究切入点，利用组学数据从甜瓜、西瓜基因组中分别鉴定到一个MATE转运蛋白基因(CmMATE1/ClMATE1)，该基因不仅与葫芦素合成基因成簇分布，且被先前研究发现的葫芦素调控因子直接调控;该基因产生的蛋白可定向从根内向根外转运葫芦素B及葫芦素E。进一步通过宏基因组手段分析甜瓜根际微生物群落结构，并结合关键菌株分离培养和体外生化实验验证，发现根系分泌的葫芦素B可作为碳源促进根际肠杆菌生长，而肠杆菌又可促进根际典型的植物益生芽孢杆菌富集，从而建立了甜瓜对土传镰刀菌的高效防控体系。

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