原文链接：
https://doi.org/10.1186/s42483-022-00139-9

疫霉属 (Phytophthora) 是重要的植物病原卵菌，对全球农业生态系统和粮食安全构成重大威胁。如大豆疫霉 (P. sojae)，在大豆幼苗期可造成植株枯萎，在成株期可造成大豆根部腐烂，导致全球每年约20亿美元的直接经济损失；辣椒疫霉 (P. capsici) 是常见于蔬菜上的一种极具破坏性的病原菌，其寄主范围非常广泛，除辣椒外，还可为害葫芦、番茄、茄子等作物。

面对病原菌的攻击，植物也会利用高效、动态和分级的免疫系统对病原菌的侵染做出响应。植物免疫系统的激活诱导了植物对病原菌的侵袭产生抗性，但同时植物免疫反应常常也会阻碍植物的生长和对环境的适应性。在抗病育种中，如何平衡植物免疫和生长是一个有趣的科学话题。

Phytopathology Research 今日在线发表了南京农业大学植物保护学院题为“GmPAO-mediated polyamine catabolism enhances soybean Phytophthora resistance without growth penalty”的文章。该研究通过UHPLC-MS技术发现大豆疫霉菌的侵染能够诱导大豆植株内亚精胺 (Spd) 和精胺 (Spm) 含量的显著上调，由于多胺氧化酶 (PAO) 能够代谢Spd和Spm产生过氧化氢，作者利用转基因技术在大豆中过表达PAO基因，通过代谢大豆疫霉侵染时积累的Spd和Spm产生更多的过氧化氢，实现抗病信号的精准激活。研究结果表明：1）PAO过表达转基因大豆株系只在侵染点表现出显著的促进过氧化氢产生的效果，同时过表达PAO也促进了PTI反应；2）PAO过表达转基因大豆株系对多个大豆疫霉小种均具有显著的抗病效果；烟草瞬时表达PAO后接种辣椒疫霉和寄生疫霉也表现出显著抗性，说明该策略具有广谱抗病性；3）PAO过表达转基因大豆株系的多个农艺性状并没有发生明显变化。通过上述研究，作者建立了一种在不影响植物生长的情况下，适时适地发挥抗病功能的转基因抗病策略。

Fig. 1 GmPAO significantly enhances resistance against P. sojae in the transgenic soybean lines

Fig. 2 A proposed model illustrating the mechanism of GmPAO-mediated resistance

南京农业大学窦道龙团队长期从事作物疫病成灾机制与控制，作物病害控制技术等研究。南京农业大学植物保护学院/前沿交叉研究院博士研究生杨坤为该论文第一作者，窦道龙教授为通讯作者，江苏省农业科学院经济作物研究所闫强副研究员和南京农业大学植物保护学院景茂峰副教授也参与了该项研究。本研究得到了国家自然科学基金（31721004和32072507）的资助。

Cite this article:

Yang, K., Yan, Q., Wang, Y. et al. GmPAO-mediated polyamine catabolism enhances soybean Phytophthora resistance without growth penalty. Phytopathol Res. 2022; 4: 35. https://doi.org/10.1186/s42483-022-00139-9

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https://doi.org/10.1186/s42483-022-00139-9

来源: 中国植物病理学会

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