根结线虫是一类世界范围内分布广泛的植物寄生性线虫。它们侵入作物根部，刺激根形成肿瘤状结构——根结，导致作物减产甚至死亡。目前，有关植物与根结线虫互作的机制尚不完全清楚。近日，北京农学院王绍辉、赵文超教授团队从同化物竞争和激素抗性调控两个方面对番茄与根结线虫互作的机理做出了阐释。
团队在Plant Biotechnology Journal发表了题为“SlVQ15 recruits SlWRKY30IIc to link with jasmonate pathway in regulating tomato defence against root-knot nematodes”的研究论文。该论文揭示了SlVQ15招募转录因子SlWRKY30IIc，偶联茉莉素途径调控番茄应对根结线虫入侵的分子机制，为茄科植物的抗性育种提供新的思路。
SlVQ15在不影响番茄生长发育的情况下，正调控番茄对根结线虫的抗性。通过酵母双杂交实验，筛选到SlVQ15的互作蛋白SlWRKY30IIc。SlWRKY30IIc与SlVQ15协同调控番茄响应根结线虫的入侵。茉莉素信号转导途径抑制因子SlJAZs通过与SlVQ15/SlWRKY30IIc互作，进而干扰SlVQ15和SlWRKY30IIc之间的相互作用。反之，SlWRKY30IIc直接结合SlJAZs的启动子，抑制SlJAZs的表达，SlVQ15促进SlWRKY30IIc的功能，而SlJAZ5拮抗SlWRKY30IIc的功能，进而形成反馈调节机制。此外，SlWRKY30IIc自身的表达直接受到负调控根结线虫抗性的转录因子SlMYC2的调节。
北京农学院王绍辉教授、首都师范大学宋素胜教授、北京农学院黄煌副教授为该论文的通讯作者，北京农学院黄煌副教授、研究生马雪纯（已毕业）、北京农学院孙路路副教授为该论文共同第一作者，赵文超教授、杨瑞高级实验师，以及研究生王莹莹、马吉林（已毕业）、洪旖焓、赵铭捷（已毕业）也参与了该项研究工作。本研究依托于北京农学院现代园艺学“全国高校黄大年式教师团队”，得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金和市属高校分类发展-都市农林特色教师队伍建设项目的资助。
植物为抵御线虫侵袭，演化出了一系列复杂的防御体系，其中糖分竞争是重要的防御策略之一。一旦线虫侵入植物体内，便会大肆消耗植物糖分以支撑其生命活动与繁殖需求。为削弱线虫的这一攻势，植物会巧妙调整，减少根系中的糖分储备，以此遏制线虫的生长发育进程。尽管如此，植物和线虫相互竞争同化物的分子机制尚不清楚。
团队在Journal of Integrative Plant Biology在线发表了题为“The miR396a-SlGRF8 module regulates sugar accumulation in the roots via SlSTP10 during the interaction between root-knot nematodes and tomato plants”的研究论文。该研究深入揭示了番茄与根结线虫相互作用中糖分竞争的分子机制，为探索植物-线虫互作机理奠定了基础。通过调控miR396a-SlGRF8-SlSTP10 模块，可以有效调节番茄根系糖分分配，从而提高番茄对根结线虫的抗性，为线虫防治提供新的思路。
文章提出了一个潜在的调控模型，描述了番茄与根结线虫（RKN）相互作用过程中，由miR396a–SlGRF8–SlSTP10模块介导的糖分配机制。根结线虫感染番茄根系后，会降低miR396a的表达，并在转录水平上上调SlGRF8和SlSTP10基因的表达，降低根系可溶性糖含量，进而抑制根结线虫的生长发育，提高番茄的抗根结线虫能力。
中国农业大学张振贤教授、西北农林科技大学阮勇凌教授以及河南科技大学陈双臣教授对此研究给予大力支持和帮助。北京农学院孙路路副教授、硕士研究生朱梦婷（已毕业）、博士研究生周小璇（已毕业）为论文共同第一作者，北京农学院赵文超教授和王绍辉教授为论文共同通讯作者，团队黄煌副教授、杨瑞高级实验师以及研究生谷瑞越、侯钰颖（已毕业）、李彤彤（已毕业）也参与了该项工作。本研究依托北京农学院现代园艺学“全国高校黄大年式教师团队”，得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市教委研发计划、北京市农业产业体系创新项目、北京农学院“火花计划”等项目的资助。
