整合转录组学与靶向代谢组学通过调控异黄酮生物合成、激素信号传导及RNA沉默通路，揭示了大豆对MYMIV病毒的抗性机制

《Journal of Plant Growth Regulation》：Integrated Transcriptomics and Targeted Metabolomics Delineate the Mechanisms of MYMIV Resistance in Soybean Via Regulation of Isoflavonoid Biosynthesis, Hormone Signalling, and RNA Silencing Pathways

　　本研究通过整合转录组与代谢组分析，揭示大豆SL 958（抗病）与JS 335（感病）对MYMIV的防御机制差异，发现异黄酮代谢通路及GmIF7-O-MT、GmDCL2A等基因显著上调，为分子育种提供新资源。

　　

摘要

印度绿豆黄花叶病毒（MYMIV）持续对南亚地区的大豆产量构成重大威胁；然而，导致品种间抗性的分子机制仍不甚明了。本研究采用了一种综合的多组学方法，来探讨两种表现出不同疾病表型的大豆品种——SL 958（抗性）和JS 335（易感）在感染MYMIV后的防御反应。转录组分析显示，SL 958中的防御相关途径被显著激活，尤其是异黄酮生物合成途径，其中GmIF7-O-MT、GmPTS1、GmIFR、GmF4-RL以及含有< />结构域的蛋白质的表达显著上调。与RNA沉默（GmDCL2A、GmSGS3、GmHSP90-1、GmHEN1A）、水杨酸信号传导、MAPK级联反应和MYB转录因子相关的基因也得到了显著诱导。这些表达谱通过qRT-PCR在多个时间点得到了验证，进一步证实了转录组的结果。为了补充基因表达数据，还使用了UPLC-QToF-ESI-MS/MS技术进行了靶向代谢组分析。接种病毒后，SL 958中的异黄酮（关键的防御相关次级代谢产物）显著富集。如糖苷芥素、染料木素、甲氧基染料木素、马来酰染料木素、生物chanin A和染料木素等代谢产物的积累在抗性品种中十分明显，这与它们合成基因的上调情况高度吻合。这种转录组与代谢组数据的结合表明了防御反应的紧密协调性。这是首次对大豆的MYMIV抗性进行综合组学研究，为转录调控与代谢组重编程之间的复杂相互作用提供了新的见解。所鉴定的基因和代谢产物为通过分子育种和生物技术手段培育抗MYMIV的大豆品种提供了宝贵的资源，有助于实现可持续的作物生产。