浙江大學喻景權團隊揭示番茄抵御根結線蟲的系統信號途徑

植物在進化中形成了一系列適應季節和環境變化而生存的內在機制，如植物感知秋冬低溫和短日照，通過CBF 途徑提高低溫抗性和越冬能力；在葉片中合成FT 蛋白并轉運到生長點誘導開花，實現種群相傳。然而植物如何通過不同器官互作來應對生物與非生物脅迫則知之甚少。

2019年10月3日，《Current Biology》在線發表了浙江大學喻景權教授團隊題為“Systemic root-shoot signaling drives jasmonate-based root defense against nematodes”的研究論文，報道了番茄通過整合電信號、活性氧和茉莉酸信號，形成地上部和地下部長距離信號環路，增強根系對根結線蟲的抗性。

該研究發現，番茄根系在受到根結線蟲（Meloidogyne incognita）侵染時會產生依賴于類谷氨酸受體（GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE 3.5，GLR3.5）的電信號和依賴于植物NADPH 氧化酶（又稱為RESPIRATORY BURST OXIDASE HOMOLOG 1，RBOH1）的質外體活性氧（ROS）信號。電信號和ROS 信號二者相互依賴，作為根系向葉片發出的求救SOS 信號，通過細胞—細胞間的鏈式激活，實現電信號和ROS 信號的自我增殖傳遞（auto-propagating），從而保障了二者從根系到葉片的長距離傳遞。

到達葉片的電信號和ROS 信號通過活化絲裂原活化蛋白1/2（mitogen-activated protein kinases，MPK1/2），誘導葉片中茉莉酸（JAs）的合成及其向根系的轉運，提高根系對根結線蟲的抗性。沉默MPK1或MPK2基因后，根結線蟲誘導的JA 積累消失，并降低番茄對根結線蟲的抗性。

綜合以上結果，該研究揭示了植物通過“根—莖—根”中電信號、ROS 信號和JAs 信號，形成器官間的“互助”防御機制。

論文鏈接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822（19）31099-1。