大豆对多种病原体防御策略的代谢组学见解

大豆作为全球重要的豆科作物，面临着来自不同病原体的持续威胁，这些病原体深刻影响着全球生产。尽管大豆与病原体之间的遗传相互作用引起了广泛的关注和研究，但复杂的生化反应仍然知之甚少。邱敏及其同事决定使用靶向和非靶向液相色谱-质谱（LC-MS）代谢组学来剖析大豆与各种病原体之间复杂的相互作用

研究小组在受感染的大豆样本中共鉴定出627种特征代谢物，这些代谢物分为四个模块，涵盖黄酮类、异黄酮类、三萜类、氨基酸和肽，以及酚类等其他化合物。研究人员发现，在病原体入侵的反应中，初级和次级代谢都发生了显著变化

总黄酮在不同病原接种之间的双向变化尤为显著。在高度诱导的总黄酮中，值得注意的是已知的代表性抗病原体化合物（甘油脂I）、异黄酮的骨架形式（大豆苷元、染料木素、甘氨酸、芒柄花素）和本研究中新纯化的化合物（普鲁宁）

随后，作者进一步证明了这五种化合物的生物学作用，验证了它们对病原体的多种功能：普鲁宁显著抑制了大豆疫霉的营养生长和毒力；金雀异黄素对长柄Phomopsis longicula的营养生长和毒力表现出明显的抑制作用；大豆黄酮和芒柄花素对P.longicolla的毒力表现出显著的抑制作用

这项研究强调了代谢组学工具的强大效用，从生化角度深入了解了植物与病原体的相互作用。这些发现不仅有助于植物病理学，而且为在更广泛的范围内增强植物对疾病的抵抗力提供了战略途径

该研究发表在《中国生命科学》杂志上。本研究由王源潮教授领导的南京农业大学王明教授的研究小组报告 More information: Min Qiu et al, Decoding the biochemical dialogue: metabolomic insights into soybean defense strategies against diverse pathogens, Science China Life Sciences (2024). DOI: 10.1007/s11427-023-2596-1

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