
本研究首先證明JA合成基因LoxD過表達顯著提高了番茄對線蟲的抗性。通過趨避試驗,證明LoxD基因過表達株系的線蟲入侵率顯著低于野生型。對LoxD過表達和野生型番茄的根系分泌物進行了代謝組分析,過表達株系根系分泌物中的黃酮類物質顯著增加。一對一地進行線蟲趨避及運動抑制實驗,證實黃酮類物質(山奈酚)抑制了線蟲的運動能力,且影響了線蟲的入侵率。同時,發現LoxD過表達促進了山奈酚合成通路的FLS、F3H和CHI基因表達的顯著上調,且FLS過表達株系顯著提高了對根結線蟲的抗性。利用轉錄組挖掘并證明番茄根系中調控山萘酚合成的MYB轉錄因子MYB57、MYB108和MYB112全部受到外施JA和根結線蟲的誘導。體內和體外試驗證明MYB57與茉莉酸信號通路多個JAZ蛋白存在互作。反向遺傳學試驗證明,MYB57負調控山萘酚的合成和根結線蟲抗性,而正調控根系的生長;MYB108和112卻恰好相反。這說明山萘酚作為植物體內重要的次級代謝物和信號物質,受到嚴格調控。茉莉酸信號在多個層面同時調節山萘酚的水平,以維持體內的抗逆和生長發育平衡。

茉莉素調控番茄抗根結線蟲的工作模型
在此項研究中作者還討論了JA在植物與根結線蟲互作過程中存在著兩面性。低濃度JA可被根結線蟲利用,促進取食位點的形成,有利于根結線蟲的寄生。高濃度JA則阻止根結線蟲的入侵,抑制根結的形成和線蟲的寄生。