揭秘苯丙烷途径在植物光谱性病虫抗性中的作用
由于植物体不能移动，它们必须进化出有效的防御机制以适应其生长过程中的病虫害。其中，植物体内的次级代谢产物被证明在植物防御中发挥重要作用，比如由苯丙烷途径衍生的代谢产物可以作为物理或化学屏障抑制病虫害侵染，但是目前关于这类代谢物质在调节植物免疫中的作用机制仍不清楚。
近日，比利时Ghent University的Tina Kyndt及其合作者在Plant Cell and Environment在线发表了一篇题为The phenylpropanoid pathway inhibitor piperonylic acid induces broad-spectrum pest and disease resistance in plants的研究论文，该研究通过苯丙烷途径抑制剂胡椒酸的应用，强调了苯丙烷途径在植物光谱性病虫抗性中的作用。
该研究通过应用CINNAMIC ACID-4-HYDROXYLASE (C4H)的抑制剂胡椒酸扰乱植物体内的苯丙烷途径，之后，通过多种害虫和病原菌侵染，该研究表明瞬时 C4H 抑制会激发植物的系统性广谱抗性，而不影响生长。该研究还通过田间和实验室条件下的进一步研究，证明了胡椒酸在增强番茄免疫中的能力。此外，转录组和代谢组学的综合分析结果显示，瞬时 C4H 抑制导致苯丙烷和类黄酮代谢的重编程，同时系统性诱导免疫信号和发病机制相关基因，并局部性影响了活性氧代谢。此外，C4H 抑制会引发细胞壁修饰和酚类化合物积累，以响应根结线虫感染。该研究还发现，胡椒酸处理诱导了植物激素水杨酸的局部积累，但是在水杨酸降解的NahG株系中胡椒酸诱导的植物抗性仍然存在。
Efficacy of PA against foliar pests and diseases of tomato: Botrytis cinerea R16, Pseudomonas syringae DC3000, Tetranychus urticae, Aculops lycopersici and Frankliniella occidentalis.
总之，该研究表明，瞬时的苯丙烷途径扰动是植物抗性的保守诱导因子，该研究突出了苯丙烷途径在植物免疫中的关键调节作用，并为植物免疫调节提供了新的研究思路。
