近日，西南大学植物保护学院作物真菌病害成灾机理与可持续控制研究团队以小麦——条锈菌非亲和组合为研究对象，采用代谢组学和转录组学关联分析的方法证明了2,5-二羟苯乙酸（Homogentisic Acid, HGA）在植物抗病过程中的作用。相关研究“Integrated Metabolo-transcriptomics Reveals the Defense Response of Homogentisic Acid in Wheat against Puccinia striiformis f. sp. tritici”在线发表于农林科学1区Top期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.2c00231）
小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）引起的气传病害，严重影响着小麦的安全生产。由于小麦条锈菌变异速度较快，培育抗病品种的速度往往要慢于条锈菌的变异速度。因此，挖掘具有抗病作用的天然化合物对防控小麦条锈病是具有现实意义的。本研究通过代谢组学和转录组学关联分析发现了多种受条锈菌生理小种CYR23诱导的小麦代谢物，同时构建了响应Pst感染的基因调控网络，揭示了WRKYs、MYBs和bZIPs在内的转录因子家族为小麦抗条锈反应的潜在枢纽。研究发现HGA及其合成蛋白的编码基因TaHPD受CYR23诱导，由此推测HGA在小麦抗条锈病过程中发挥一定功能。随后的体外抑菌试验证明HGA可以有效抑制条锈菌夏孢子的萌发，且低浓度状态下夏孢子萌发呈畸形；外源施用HGA之后，也可减轻小麦条锈病的发生程度。通过对TaHPD的基因沉默和瞬时表达证明了TaHPD正调控小麦对条锈病的抗性，同时也影响了植物体内HGA含量，进一步明确了HGA参与植物抗病性。本研究结果不仅可以丰富人们对代谢物参与植物抗病的认识，同时表明HGA作为一种潜在的生物刺激素具有进一步开发应用的潜力。
西南大学为唯一完成单位，硕士研究生刘赛斐为第一作者，杨宇衡副教授为通讯作者。该研究项目得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。
