揭示大豆抗病基因在胞囊线虫防御和免疫互作的分子机制（2020.1.22 Plant Biotechnology Journal)

大豆胞囊线虫（Soybean cyst nematode，SCN）是大豆生长中主要病虫害之一，在世界各大豆产区均有发生。我国的东北和黄淮海大豆主要产区，如辽宁，吉林，黑龙江，山西，河南，山东，安徽等省大豆胞囊线虫病危害严重，制约了我国大豆生产。大豆胞囊线虫寄主范围很广，大多数为杂草，在栽培植物中的主要寄主有小豆，赤小豆、饭豆、某些菜豆品种等。该病一般使大豆减产10%～20%，重者可达30%～50%，某些产区因大面积发生而毁种。因此，挖掘大豆胞囊线虫抗病基因迫在眉睫。

近日，国际知名杂志Plant Biotechnology Journal发表了美国南伊利诺大学植物土壤和农业系Khalid Meksem教授 为 “A pathogenesis related protein GmPR08-Bet VI promotes a molecular interaction between the GmSHMT08 and GmSNAP18 in resistance to Heterodera glycines” 研究论文。该文报道大豆中GmPR08-Bet VI蛋白通过促进GmSHMT08和GmSNAP18之间的互作增加對大豆胞囊线虫的抗性。

作者研究发现与GmSNAP18和GmSHMT08类似，GmPR08-Bet VI受SCN诱导表达。超表达GmPR08-Bet VI可使接种后的大豆根茎中SCN包囊减少65%，但是超表达两个细胞分裂素结合位点突变后的GmPR08-Bet VI却不会引起对SCN抗性改变。亚细胞定位发现GmSHMT08， GmSNAP18以及GmPR08-Bet VI定位在细胞质和质膜上。GmSNAP18在SCN抗性大豆线虫周围的根细胞特异性高量表达且在质膜上高度积累。SCN可诱导编码水杨酸信号通路关键基因表达。GmSNAP18和GmPR08-Bet VI也在水杨酸和细胞分裂素外源处理下诱导表达，且仅在GmSNAP18存在时才能诱导GmSHMT08表达，这表明SCN抗性基因之间存在分子互作。总之，这些结果提供了一种新的反应机制对植物线虫抗性的影响包括单倍体相容性、基因剂量和激素水平信号。