冠菌素介导大豆细菌性斑点病原菌对大豆致病机理的研究

Soybean bacterial spot disease is one of common diseases which threatens soybean yield seriously in China. It not only causes huge loss to our farmers, but affects our food security in China. COR, a virulence factor, produced by Pseudomonas syringae pv. glycinea, plays an important role during bacteria-soybean interaction. However, there is limited information about the mechanism of how COR contribute to bacteria virulence in soybean. We continue to study the virulence function of COR on how to regulate host secondary metabolism and hormone signaling pathway during bacteria-soybean interaction by using various approaches including molecular biology, plant physiology and plant pathology. This project will provide a theory basis based on discovering the mechanism of how COR inhibit immune responses of soybean, and knowledge obtained from this project will provide scientific significance for study soybean resistance signaling pathway and breeding soybean with more resistant traits in future.

大豆细菌性斑点病是严重威胁大豆生产的常见病害，给我国农民造成巨大的经济损失，是影响我国粮食安全的重要不稳定因素之一。冠菌素（Coronatine, COR）是大豆细菌性斑点病菌分泌的毒性因子，在病原菌侵染大豆的过程中起着非常重要的毒性作用。目前，COR介导大豆细菌性斑点病原菌对大豆致病分子机理方面的研究鲜有报道。本项目申请将以大豆细菌性斑点病菌－大豆互作系统作为研究对象，通过采用分子生物学、植物生理学以及植物病理学等手段来分析COR对大豆体内的次级代谢产物调控、对大豆的激素代谢调控等方面的毒性作用，从而揭示COR在大豆细菌性斑点病原菌侵染大豆过程中的致病机理。项目开展不仅可以为深入研究COR是如何综合抑制大豆的先天免疫反应提供理论依据，并且对进一步揭示大豆抗病信号途径、指导大豆抗性改良具有重要意义。

大豆是我国重要的经济作物之一，在生长发育过程中，容易受到各种病虫害的影响，导致产量和品质严重下降。大豆细菌性斑点病是严重威胁大豆生产的常见病害之一，给我国农民造成巨大的经济损失，是影响我国粮食安全的重要不稳定因素之一。冠菌素是丁香假单胞菌包括细菌性斑点病菌分泌的化合物，在促进病原菌致病性方面起着非常重要的作用。国际上关于冠菌素致病机理的报道大多基于模式植物拟南芥，而在作物中鲜有报道。本项目以大豆细菌性斑点病菌－大豆互作系统作为研究对象，采用植物生理学、植物病理学等手段并结合转录组学、代谢组学等方法从多方面分析冠菌素在介导大豆病原菌过程中的致病作用。通过我们的研究发现，冠菌素可以通过调控大豆体内的次级代谢产物来促进病原菌的毒性。冠菌素可以通过影响大豆体内叶绿素合成代谢途径、 α-亚麻酸代谢途径、次级代谢产物生物合成途径、倍半萜类和三萜系化合物生物合成途径、茋类及二芳基庚烷和姜醇类生物合成和泛酸酯和乙酰辅酶A生物合成途径等来介导大豆病原菌对寄主的致病能力。此外，我们还发现冠菌素在大豆体内具有依赖于COI1抑制水杨酸抗性途径促进病原菌生长的毒性功能。本项目开展不仅为深入研究冠菌素是如何综合抑制大豆的先天免疫反应提供理论依据，并且对进一步揭示大豆抗病信号途径、指导大豆抗性改良具有重要意义。同时，也为研究其它农作物免疫反应抗性机制奠定了基础。