image: 图1：特征代谢产物的结构聚类表明四类代谢物响应病原菌时的差异分布。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
这项研究由南京农业大学王源超教授领衔的“大豆病害绿色防控“团队王明教授课题组报告。大豆作为全球关键的豆科作物，面临来自不同病原体的持续威胁，对全球产量产生深远影响。尽管大豆与病原菌在基因层面的互作已经引起了广泛的关注和研究，但其复杂的生化反应仍然尚未被充分阐明。仇敏及其同事们决定利用定向和非定向液相色谱联用质谱（LC-MS）代谢物质谱的方法来剖析大豆与不同病原菌之间的复杂互作。
该团队在大豆的侵染样品中共发现了627个特征代谢产物，其结构聚类可分为四个模块，涵盖了黄酮类、异黄酮类、三萜类和氨基酸和肽类，以及其他化合物如酚类。研究者发现在响应病原菌侵染时，初级代谢和次生代谢均发生了显著的变化。
有趣的是，在大豆受不同病原菌侵染后出现的黄酮类化合物的剧烈变化，而在变化幅度最大的黄酮类化合物中包括已知的代表性大豆抗毒素（glyceollin I）、异黄酮的单体骨架形式（daidzein, genistein, glycitein, formononetin）、以及本研究中新鉴定的化合物（prunin）。随后，研究者进一步证明了这五种化合物的生物学作用，验证了它们对病原菌的多样功能：prunin显著抑制了大豆疫霉的菌丝生长和致病力；genistein对拟茎点霉的菌丝生长和致病力具有显著的抑制作用；daidzein和formononetin显著抑制拟茎点霉的致病力。
该项研究强调了代谢组学工具的强大效用，从生化角度深入洞察了植物与病原菌的相互作用。这些发现不仅有助于植物病理学的发展，还为在更广泛范围上增强植物抗病能力提供了新途径。
请参阅文章：《解码生化对话：代谢组学视角揭示大豆对多种病原体的防御策略》
https://link.springer.com/article/10.1007/s11427-023-2596-1
Journal
Science China Life Sciences