研究揭示水稻的根际信号独脚金内酯有助于防止植物入侵！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者胤寰

作为防止寄生植物Striga hermonthica侵袭的多管齐下的方法的一部分，研究人员正在解读植物激素的作用，即所谓的独脚金内酯（SLs）。谷类作物释放的SLs可以调节植物结构，并在与植物发育和胁迫反应有关的其他过程中发挥作用。植物根部释放的SLs吸引菌根真菌，为植物提供营养。但是独脚金内酯也会诱发寄生植物Striga的发芽和入侵，对农业生产产生严重影响，特别是对非洲的谷物产量。

2022年11月2日，国际权威学术期刊Science Advances发表了沙特阿卜杜拉国王科技大学Salim Al-Babili和东京大学Tadao Asami以及东京农工大学Takahito Nomura团队的最新相关研究成果，题为Canonical Strigolactones Are Not the Major Determinant of Tillering but Important Rhizospheric Signals in Rice的研究论文。

在一个重要的发现中，该团队最近表明，典型的SLs并不影响水稻的植物结构。研究人员采用CRISPR/Cas9技术产生了没有典型SLs的水稻株系，并将它们与野生型植物进行了比较。突变体和野生型之间的芽和根的表型没有明显差异，表明典型的SLs不是水稻结构的主要调节者。知道哪些SLs调节植物结构和其他功能，如与有益的菌根真菌建立共生关系或使根部寄生植物入侵，将使我们能够优化和设计一个性状而不影响其他性状。研究表明，典型的SLs确实有助于与菌根真菌的共生，并在刺激根寄生杂草的种子发芽方面发挥着重要作用。降低它们的水平，甚至完全敲除它们的生物合成，可以大大减少Striga和其他根寄生植物造成的损害，而不会造成严重的植物结构变化或对植物菌根化产生很大的负面影响。

通过基因编辑来调节SL含量是一个长期的解决方案，但应用SL生物合成的特异性抑制剂可能会更快地导致谷物植物缺乏典型的独脚金内酯。该团队着手确定抑制水稻中典型SL生物合成的化合物。他们发现一种化学酶抑制剂TIS108明显降低了Striga的侵扰，而不影响植物的生长或粮食产量。他们还测试了TIS108对籼稻和高粱的影响，这两种作物都是非洲Striga侵害地区的主要作物。他们再次从经处理的植物中分离出的根部渗出物中观察到较低的Striga发芽活性。直接应用TIS108，以及采用基因编辑，代表了减轻Striga和其他根部寄生植物对全球粮食安全所构成威胁的有希望的战略。科研人员对这一发现感到非常兴奋；它可以用来减轻Striga的侵扰并为SL生物学提供方向。该团队现在正在调查TIS108对珍珠小米的影响，旨在改善这种谷物的结构，增加其对Striga的抵抗力。根据其结构，SLs被分为经典和非经典。了解这些亚家族中每个亚家族的作用对于开发抗Striga的谷物以及植物结构工程非常重要。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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