中国农业大学揭示茎基腐病侵染对小麦根系内源激素含量的影响

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

小麦茎基腐病是由镰刀菌属真菌引起的我国小麦新发病害。发病植株的主要症状包括茎基部褐变以及成株期的白穗。国内外科技工作者在抗源筛选、抗性基因定位与克隆、病原菌与寄主互作分子机制研究等方面取得了显著进展。然而目前大多数针对茎基腐病的研究主要关注接种后的地上部变化，对小麦受茎基腐病侵染后根系变化的报道相对较少。

近日，中国农业大学小麦研究中心在The Crop Journal在线发表了题为“Changes in concentrations and transcripts of plant hormones in wheat seedling roots in response to Fusarium crown rot”的研究论文。作者利用黄淮麦区优势病原菌假禾谷镰刀菌（Fusarium pseudograminearum，Fp）对不同茎基腐病抗性的小麦品种进行接种，通过表型调查、转录组分析和激素含量测定，结合外源激素处理和基因过表达材料表型鉴定，研究了茎基腐病对小麦根系发育及根系内源激素含量的影响，初步揭示了激素在小麦和茎基腐病互作初期的作用。

研究发现小麦抗病品种偃高21、感病品种新麦26在接种茎基腐病后根系生长均受到一定程度的抑制（图1）。在20个不同抗性小麦品种中，病害引起的地上部和地下部生长抑制程度与品种病情指数线性相关（图2）。由于根系在水分和营养吸收中的重要作用，茎基腐病对小麦幼苗根系发育的抑制可能进一步降低幼苗抗性。转录组分析表明，抗、感品种接种后根系中大量涉及防御和激素合成的途径显著富集。茉莉酸、水杨酸、细胞分裂素和生长素等多种激素相关代谢物含量在接种5天后发生明显变化。茉莉酸甲酯浸种24小时提高了茎基腐病抗性，而细胞分裂素（6-苄基氨基嘌呤）处理加重了病害表现。水杨酸和生长素处理对茎基腐病抗性无显著影响。过表达茉莉酸合成相关基因TaOPR3可以提高茎基腐病抗性，根系和地上部生长受病害抑制程度也显著降低（图3）。该研究以茎基腐病对根系的影响为出发点，为小麦茎基腐病抗性育种和遗传研究提供了新的视角。

作者和基金项目

中国农业大学小麦研究中心博士研究生高宇天为该文第一作者，马骏副教授为通信作者。该研究得到国家重点研发计划项目（2018YFD0300501）和国家自然科学基金项目（31872865）资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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