近日，四川農(nóng)業(yè)大學楊文鈺、劉江團隊“復合種植作物化學生態(tài)學”研究組，在Plant, Cell & Environment（中科院一區(qū)TOP）上發(fā)表了題為“Changing light promotes isoflavone biosynthesis in soybean pods and enhances their resistance to mildew infection”的研究論文，揭示了帶狀間套作變光環(huán)境促進大豆種莢異黃酮合成、提高霉變抗性的代謝調(diào)控機理。

 

　　Fusarium verticillioides等田間真菌病害導致大豆品質(zhì)低劣、產(chǎn)量降低，是南方大豆生產(chǎn)的重要瓶頸。種莢是豆科植物抵御外界環(huán)境脅迫的第一道防線，對大豆田間霉變具有積極的防御作用。玉米-大豆帶狀復合種植模式下，大豆種莢霉變發(fā)生率顯著降低，但其原因尚不清楚。同時玉米-大豆套作變光環(huán)境能促進大豆籽粒中異黃酮的合成積累（Food Chem, 2016, 207: 107-114）。本研究通過多年的田間模擬試驗，探究了不同生育時期遮蔭條件下，大豆種莢霉變抗性及代謝群體的變化規(guī)律；證實了變光環(huán)境，特別是“營養(yǎng)生長期蔭蔽-生殖生長期復光”處理能顯著提高大豆豆莢的霉變抗性。代謝組學分析和外源茉莉酸及其合成抑制劑處理試驗，進一步揭示了變光環(huán)境與豆莢內(nèi)源茉莉酸對異黃酮合成及霉變抗性具有協(xié)同提升作用。變光環(huán)境通過促進豆莢中異黃酮合成通路上游組成型異黃酮苷元和葡萄糖苷的積累，為下游誘導型異黃酮（丙二酰基化異黃酮、大豆抗毒素）合成提供了充足前體物；當豆莢遭受霉菌侵染時，其茉莉酸信號通路啟動，并進一步促進了誘導型異黃酮的合成，從而協(xié)同提高了豆莢的霉變抗性。

 

　　該研究為復合種植作物抗逆機制的闡釋提供了新的見解，為植物復合脅迫-交叉抗性理論的完善奠定了基礎(chǔ)。碩士研究生李曉曼、楊才瓊（現(xiàn)于德國馬普化學生態(tài)研究所攻讀博士）為論文并列第一作者，楊文鈺、劉江教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、四川省杰出青年科技人才項目等資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pce.14128