寄主對大豆孢囊線蟲抗性相關基因功能研究進展

韓少杰 鄭經武

（浙江大學農業與生物技術學院生物技術研究所，杭州 310058）

大豆（Glycine max）是世界范圍內種植最多的豆科作物，是優質植物油料來源和食用、飼用蛋白質主要來源。中國是大豆的原產國，有豐富的大豆飲食文化和悠久的大豆消費習慣，目前大豆在我國的商用食用油、畜牧蛋白源飼料等領域需求量巨大，但我國受耕地、種植條件限制，大豆種植的效益較差，大豆種植規模不大，供需缺口主要依賴進口。大豆主要種植國家有巴西、美國、阿根廷和中國。公開數據顯示，2020年度，我國大豆總進口量超過1億t，創歷史新高，同期我國大豆產量1 920萬t。目前大豆作為國際重要貿易農產品，在我國國民經濟、對外貿易交往中扮演重要角色。

大豆孢囊線蟲病是威脅世界范圍內大豆主要產區生產安全的重大病害［1-2］。其病原物大豆孢囊線蟲（soybean cyst nematode，SCN，Heterodera glycinesIchinohe）系一種土傳、定居性、專性寄生的病原線蟲。僅美國1996-2016年期間，SCN造成的經濟損失累計超過320億美元，平均每年超過15億美元以上［3］。SCN在美國大豆上造成的經濟損失比其他所有大豆病害加起來的總和要多。

大豆孢囊線蟲在我國主要分布于東北、黃淮海、長江中下游等主要的大豆產區，此外在浙江、江蘇、云南、貴州等20個省份都有報道，截止到2016年研究顯示該線蟲已擴散到西北內蒙等偏遠地區，防控形勢嚴峻［4-5］。在我國，大豆孢囊線蟲可造成顯著產量損失：10%-50%減產［4］；東北和黃淮海大豆產區危害土地面積大：每年危害達267萬hm2以上［5］；經濟損失較大：大豆孢囊線蟲病每年可給我國造成1.2億美元經濟損失［6］。因此，對大豆孢囊線蟲的防控研究意義重大。

在對大豆孢囊線蟲防控的諸多治理措施中，最綠色、經濟的是作物輪作和抗性品種應用，其中抗性品種的應用是綠色防控最關鍵措施［1，8］。目前SCN抗性品種中的抗性相關基因，包括源于抗性大豆品種PI88788的rhg1-b以及源于PI548402/Peking的rhg1-a和Rhg4［9］，和其他一系列微效數量性狀抗性位點（QTL），如來源于PI468916的cqSCN-006和cqSCN-007，以及來源于PI567516C的Chr10-QTL等。通過全基因組關聯分析（GWAS）和分離群體研究，目前已有報道超過300個SCN抗性相關QTLs，廣泛分布于大豆20個染色體中（圖1）。

圖1 已知SCN相關QTLs在大豆基因組圖譜中的分布示意圖Fig. 1 Distribution diagram of known SCN-related QTLs in soybean genetic map

大豆孢囊線蟲作為一種專性寄生線蟲，存在明顯的生理分化現象，按照其對不同抗性背景寄主表現出的致病力差異可以細分為不同的生理小種［10］。國內外隨著單一抗性位點在田間連年應用，SCN生理小種群體也在抗性篩選壓力下隨之不斷進化，導致現有的天然抗性基因抗性降低［11-14］。在天然抗性原本就有限，面臨失效而枯竭的大背景下，如何深入研究現有抗性位點的抗性機制、發掘轉基因株系的優質抗性基因靶標，是我國乃至全世界大豆孢囊線蟲綠色防控研究的難點和重點。近年來越來越多的研究者在大豆對SCN抗性相關基因的發掘、相關基因的生理生化功能以及抗性機制等方面的研究有許多突破。本文概述近年來有關大豆對SCN抗性相關基因的功能研究進展，并對未來研究的前景和發展方向進行了探討。

1 SCN抗性相關QTL位點基因功能的研究

由于植物病原線蟲的獨特屬性，其與已知的病原-植物寄主互作機制可能有所不同。一個明顯的例子就是現知SCN抗性位點編碼的抗性蛋白沒有傳統病原微生物表面分子模式受體蛋白（pattern recognition receptors，PRRs）或者胞內NLR受體蛋白（nucleotide-binding-leucine-rich-repeat，NLR），并且幾個已知的重要QTL附近的LRR-RKLs激酶都被離體的抗性實驗證明沒有抗SCN的功能［15-16］。這些結果都暗示大豆孢囊線蟲可能由于其動物屬性，在與寄主互作過程中，更具有活力和主動性，在病原識別機制上可能有獨立于傳統植物微生物免疫識別激活機制的特殊機制。近年來，隨著大豆基因芯片、二代轉錄測序和顯微激光切割等技術的應用，以及全基因組測序普及大豆基因組圖譜的不斷精細化完善，越來越多的SCN抗性相關潛在基因和其功能被報道［17-23］。通過EMS突變經典的感病或抗性品種，得到遺傳穩定的二代突變體后代，再結合傳統定向誘導基因組局部突變技術（targeting-induced local lesions in genomes，TILLTING）或TILLTING加二代測序方法，進行正向或反向遺傳學篩選也是一個發現和驗證潛在抗性基因的有效手段［24-25］。目前，隨著對一些已知重要抗性位點編碼的基因和表達受SCN侵染調控的相關基因的深入研究，SCN與大豆互作的機制也逐步完善。

大豆抗性相關QTL中，研究最充分的是最重要的兩個主效抗性位點Rhg1和Rhg4。下面，將分別從兩個位點編碼基因的功能、基因結構特征以及二者協作機制等方面做詳細介紹。

1.1 Rhg1

Rhg1（Resistance to Heterodera glycines 1）是 最早源于經典品種PI88788的主效抗性位點，位于18號染色體。據統計，美國SCN主栽抗性的品種中，95%以上（共810種）品種抗性均來自于PI88788株系中Rhg1位點［26］，可見該位點提供抗性的穩定性和實用性。Cook等［27-28］通過染色體熒光原位雜交（FISH）等技術手段發現，Rhg1是一段長31.2 kb的基因片段，其多拷貝化與SCN抗性產生有直接關系。該研究發現，以Williams 82為代表的野生型感病品種Rhg1只有一個拷貝，稱作Rhg1單拷貝型或rhg1-c型；以PI548402/Peking為代表的抗性品種有2-3個串聯多拷貝，稱作Rhg1低拷貝或rhg1-a型；以PI88788為代表的抗性品種有7-10個串聯多拷貝，稱作Rhg1多拷貝或rhg1-b型。最近，隨著大豆泛基因組測序注釋成功，發現基因的多拷貝化在大豆泛基因組中廣泛存在［29］，該文正好是對大豆基因多拷貝化的生物學意義的一個注解。對不同Rhg1拷貝數大豆樣品中Rhg1編碼的4個基因轉錄水平分析結果發現，未侵染條件下，越多拷貝數Rhg1，有越高的轉錄水平［28］。不同拷貝數的Rhg1表現出各自獨特的基因結構的差異，如SNP、片段插入、缺失的多態性。DNA的變異對基因表達、抗性的影響仍待研究。

Rhg1位點編碼的4個基因其中有3個被證明參與了Rhg1高拷貝品種對SCN的抗性反應［27］。這3個基因分別是：Glyma.18G022400（Wm82.a1，Glyma18g02580）編碼一個可能的氨基酸轉運蛋 白GmAAT；Glyma.18G022500（Wm82.a1，Glyma18g02590）編碼參與細胞囊泡運輸過程的功能保守蛋白α-SNAP（α-soluble NSF attachment protein，也稱SNAP18）；以及Glyma.18G022700（Wm82.a1，Glyma18g02610）編碼一個含有WI12損傷誘導結構域的蛋白WIP。擬南芥和茄科馬鈴薯轉化大豆源Rhg1位點后，分別表現出對甜菜孢囊線蟲（Heterodera schachtii）、馬鈴薯金線蟲（Globodera rostochiensis）和馬鈴薯白線蟲（G. pallida）相應抗性的增加［30］。

Rhg1位點編碼的α-SNAP蛋白以不同機制參與到以上兩種不同類型的抗性反應中，是大豆對SCN抗性互作中研究較為深入的功能蛋白［31-33］。α-SNAP是參與細胞囊泡運輸過程的功能保守蛋白，與NSF（N-ethylmaleimide sensitive factor）蛋 白 互作形成復合體參與SNARE（soluble NSF attachment protein receptor）的回收。α-SNAP在SCN侵染的抗性反應中能夠特異性聚集表達在SCN的取食細胞合胞體中［31，34］。不同Rhg1拷貝數大豆品種編碼的α-SNAP存在氨基酸多態性差異，這些C末端變異導致了其與NSF結合能力發生差異，間接影響了細胞內囊泡運輸回流機制。過表達多拷貝Rhg1編碼的α-SNAP可以造成植物細胞死亡，而野生型感病品種的α-SNAP則不能［31］。而α-SNAP本身作為細胞生命活動必須的看家基因，抗性類型α-SNAP發生的突變，對植物自身生命活動也產生了威脅；研究發現，為了平衡抗性品種中突變α-SNAP對植物細胞的毒性，幾乎所有已知含有抗性類型α-SNAP的大豆品種都共同進化出一個與其結合能力更強的NSFRan07，以此保持基本的細胞生命活動不受影響［33］。α-SNAP的不同突變型發揮不同生理功能，從一個角度說明Rhg1不僅拷貝數差異，也可以通過自身基因序列變異共同影響對SCN抗性［32，35］。α-SNAP在11號染色體上的同源基因SNAP11（Glyma.11G234500）被證實是參與SCN抗性的微效基因，一同參與了Peking類型抗性的大豆寄主對SCN的抗性［36-37］。

Rhg1位點編碼的另外一個抗性相關基因GmAAT的抗性機制研究目前仍處于初級階段。與α-SNAP不同，GmAAT在不同Rhg1單倍型（haplotype）中不存在氨基酸序列的差異，暗示了其兩者可能存在截然不同的作用機制。沉默GmAAT可以導致大豆對SCN抗性受損［27］；GmAAT含有保守的氨基酸轉運結構域，但尚沒有直接證據證明該蛋白在大豆中可以直接行使轉運氨基酸的功能。過表達GmAAT的大豆對過量谷氨酸的耐受度增加，間接證明其有影響谷氨酸耐受度的相關功能［38］。過表達GmAAT能夠激活茉莉酸信號通路，可能通過激活植物激素通路影響抗性，具體的互作機制仍未知［38］。通過GmAAT特異抗體，應用免疫電鏡技術觀察GmAAT在SCN侵染下的原生表達定位狀態，在亞細胞結構發現：當SCN入侵根系的侵染前期，只有在被SCN穿過的細胞內會特異性增加GmAAT蛋白的聚集，并在線蟲直接接觸的細胞內形成含有GmAAT免疫定位的抗性囊泡。Rhg1的拷貝數與前期GmAAT在相關結構中的富集倍數正相關，這種GmAAT表達量與囊泡聚集的程度與Rhg1介導的抗性相關［39］。進一步蛋白互作篩選發現，植物先天免疫ROS產生機制中的重要起始蛋白組分RBOHC2可以與GmAAT在囊泡中發生特異性蛋白互作，二者共同表達可以在植物細胞中誘導產生ROS前體超氧陰離子O2-。這些可能產生于線蟲周邊囊泡的O2-可以進一步在體外被轉化成過氧化氫，直接其作用于線蟲或者作為二級信號因子誘發下游更強烈的抗性反應［39］。Chen等［40］也報道Rhg1不同拷貝數抗性品種間ROS積累的速度和程度有差異，且ROS的產生機制與寄主對SCN抗性直接相關。GmAAT形成的抗性囊泡的生理生化屬性以及GmAAT以怎樣的分子機制參與其他植物激素信號通路如SA、乙烯等仍待進一步研究。現有的研究表明GmAAT與α-SNAP雖同屬一個主效抗性位點，但二者從蛋白定位和生理功能的角度看，產生抗性的機制截然不同。

Rhg1位點編碼的第三個抗性相關蛋白WIP研究較少，其他物種同源蛋白的相關研究也比較缺失；由于其蛋白序列較短，難以發現更有價值的功能結構域。其含有疑似損傷誘導結構域的具體生理功能也待證實。但WIP很可能通過與其他蛋白（包括Rhg1位點編碼的其他蛋白）互作而參與損傷誘導病程相關分子模式（wound-inducible DAMPs，damage associated molecular patterns）在植物與植物線蟲互作中扮演SCN侵染預警的作用。

1.2 Rhg4

Rhg4位于第8號染色體，是源于Peking和PI437654的主效、顯性QTL之一［41-43］。劉世名等［44］在2012年通過TILLTING經典反向遺傳學方法，鑒定到了Rhg4位點基因絲氨酸羧甲基轉移酶（serine hydroxymethyltransferase，SHMT，也 稱SHMT08）。SHMT的突變可影響Peking抗性類型寄主的抗性反應。類似于α-SNAP，SHMT是一個行使看家功能的蛋白，是參與體內葉酸合成信號通路的生化酶。野生型和Peking類型抗性大豆中SHMT基因只有五處序列變異，但產生顯著感病和抗性的生物學差異，突變位點與表型之間的關聯機制仍待進一步研究。值得注意的是，類似于α-SNAP，SHMT特異表達在線蟲侵染所形成的合胞體細胞中［44］。通過遺傳篩選，SHMT的結構和抗性功能得到了進一步驗證［45］。

與Rhg1發生多拷貝化類似，最近通過全基因組測序發現Rhg4也存在約長35.7 kb的串聯重復序列，多高倍化也可導致其編碼基因轉錄水平上調［46］。該段Rhg4位點包含了3個基因：Glyma.08g108800（Wm82.a1，Glyma08g11480），Glyma.08g108900（S H M T，Wm82.a1，Glyma08g11490）和Glyma.08g109000（Wm82.a1，Glyma08g11500）。此外，Rhg4也同樣存在單倍型變異，主要分為以野生型為代表的Rhg4-b（單拷貝）和以Peking為代表的抗性Rhg4-a（1-4.3個拷貝數）［46］。SHMT08在Peking和PI88788等抗性品種中存在一個與感病品種不同的抗性類型啟動子序列，該啟動子變異與更廣譜的SCN抗性相關［46］；PI548655（Forrest，Peking類型的抗性品種）和PI88788等抗性品種中SHMT08在SCN侵染早期的轉錄水平也都較野生型升高約2倍［47］。說明抗性類型的啟動子可能在轉錄水平發揮侵染早期調控作用。Rhg1、Rhg4基因組學結合SCN抗性表型的功能基因組學研究再次證明大豆普遍地通過對自身特定基因位點的多拷貝化和序列結構變異來適應外界病原物的入侵。基因變化與SCN抗性之間對關聯，尤其是表達調控機制仍需進一步研究。

1.3 Rhg1和Rhg4協作

Rhg1和Rhg4同屬于重要的抗性位點，雖然作用機制各不相同，但二者有著很大的關聯性和相似性，主要體現在以下幾個方面：首先，這兩個位點編碼的功能蛋白SHMT8和α-SNAP之間存在互作，共同存在于一個蛋白復合體中，行使的具體功能及作用機制仍未知［48］。其次，Rhg1拷貝數少于5.6倍時，不能獨立提供足夠的SCN廣譜抗性，必須要與Rhg4協作，這種Rhg1低拷貝加抗性Rhg4的組合統稱為Peking型抗性（Rhg1-a+Rhg4-a/Rhg4-c），具體協作機制仍需進一步深入研究［43，46，49］。第三，隨著進化，抗性品種中的Rhg1與Rhg4都有多個不同抗性類型的同源基因，表現為存在豐富的導致氨基酸序列變化的單核苷酸多態性變化（non-synonymous SNPs），這些變異帶來的基因產物結構功能變化仍待深入研究。第四，二者都通過多拷貝化發揮額外抗性功能。越高拷貝數的Rhg4，能產生對多種不同毒力小種的SCN更廣譜的抗性；Rhg1有更多拷貝數時，可以獨立提供足夠的抗性。第五，對106個大豆品系的全基因組重測序結果顯示，Rhg1和Rhg4基因位點啟動子和基因序列中的特定突變以及拷貝數差異共同決定了對不同SCN生理小種的抗性［46］，這種抗性基因與病原生物共進化的關系值得進一步研究。

2 囊泡運輸與SCN抗性

囊泡運輸泛指生物細胞通過細胞膜包被運輸活性物質與其他細胞或者外部環境發生交流的進程，包括胞內吞和外排等復雜的過程［50］。囊泡運輸對植物免疫意義重大，細胞間隙中的游離抗性蛋白分子通過該進程被分泌后而發揮作用；植物表面抗性分子受體通過該進程被內吞后發揮激活下游通路的作用，囊泡運輸通路的蛋白組分往往是病原物攻擊挾持抗性的靶標［51］。

外排囊泡（exocyst）作為受體蛋白行使信號轉導相關生理功能。具體功能機制為：作為“橋梁”直接連接外來囊泡和受體蛋白，進而誘導SNARE蛋白復合物聚集，調節膜融合的過程。外排囊泡結構上是一個八聚物復合體，在酵母中的相關研究已鑒定出8個蛋白組分：分別為Sec3p（EXOC1）、Sec5p（EXOC2）、Sec6p（EXOC3）、Sec8p（EXOC4）、Sec10p（EXOC5）、Sec15p（EXOC6）、Exo70p（EXOC7）和Exo84p（EXOC8）。外排囊泡每個分子組分都有各自參與植物抗性的分子機制。在大豆中，外排蛋白PR-1（Glyma.15g062400）被直接證明參與對SCN抗性，暗示外排囊泡途徑參與對SCN抗性［52］；Sec4p可以與Sec15p（EXOC6）互作而調控外排囊泡的組裝，通過類似機制，大豆中過表達Sec4直接增強對SCN抗性［53］。大豆中外排囊泡所有組分蛋白同源基因都被鑒定出，且合胞體中每個組分都有代表性的基因表達顯著上調，暗示外排囊泡參與了大豆對SCN抗性。在感病品種Williams 82中過表達外排囊泡組分基因能給增強抗性，而在抗性品種Peking中沉默相關基因則能夠使植物變得更感病［54］。

SNARE可以介導囊泡的融合，是囊泡運輸重要一環。而膜融合完成后，SNARE的解離和再利用需要NSF和α-SNAP蛋白，這三者共同形成一個超級復合物20S，參與囊泡運輸組分再利用的過程［55］。通過對SCN侵染后根系細胞的轉錄組分析得知，20S復合體相關組分的表達發生特異上調［52］。前文已有介紹，α-SNAP是Rhg1位點編碼的重要抗SCN蛋白。綜上說明囊泡融合機制組分可能是SCN侵染重要靶標，囊泡融合進程可能是抗性產生的關鍵。

突觸融合蛋白（syntaxin，SYN）屬于SNARE蛋白復合體的一部分，這意味著syntaxin與α-SNAP蛋白存在物理互作。大豆中，過表達α-SNAP可以引起SYN 31表達上調，且SYN 31在大豆與SCN抗性反應中合胞體細胞內表達上調；進一步實驗證明，過表達SYN 31可使感病品種轉化根系獲得對SCN抗性［56］。擬南芥PEN1大豆同源蛋白SYN 121的過表達可以產生SCN抗性，SYN 121與其他SNARE復合體相關基因在被侵染的大豆細胞中轉錄水平上調［57］。最新研究表明，α-SNAP可與t-SNARE家族的兩個syntaxin蛋白互作（SYN 12，Glyma.12g194800和SYN 16，Glyma.16g154200），這兩個syntaxin蛋白均被報道位于SCN抗性QTL中。在Peking抗性品種大豆中應用CRISPR技術沉默這兩個syntaxin基因，可以發現抗性受損［58］。20S粒體組分中的另一個與SNARE緊密互作的蛋白復合體COG參與調控膜融合進程，也被報道直接影響SCN抗性反應。過表達COG基因可以顯著抑制SCN寄生，在Peking抗性品種中沉默COG基因可以顯著影響抗性，說明COG參與到SCN抗性反應中，而具體的抗性機制待研究［59］。綜上，囊泡運輸對于SCN致病性和寄主抗性至關重要，但更直接的作用證據和詳細的作用機制仍待需繼續探究。

3 植物激素與SCN抗性

植物激素是指一類可以調控植物生長發育的小分子物質，主要包括：生長素、乙烯、細胞分裂素、赤霉素、脫落酸、油菜素內酯、茉莉酸、水楊酸、獨腳金內酯等。近年來，越來越多的小肽段也被證明參與植物的特定生命進程，在本文中將其歸為植物激素的大類中加以討論。在SCN與寄主互作后的轉錄組學分析中，大量激素通路組分被發現受到了SCN侵染調控。植物激素通路的抗線蟲功能一直是本領域研究的熱點。

3.1 乙烯

乙烯信號通路對植物根系發育至關重要，其參與對SCN抗性功能尚大部分未知。Hu等［60］報道了乙烯信號通路參與根系對SCN吸引的調控：乙烯抑制劑處理的大豆根系對SCN的吸引程度明顯增加。分子層面，一部分乙烯前體ACC合成酶家族基因的表達也受到SCN侵染的調控而上調［61］。此外，乙烯信號通路的下游轉錄因子也被證明在SCN侵染后表達上調：結合GCC-box的乙烯響應轉錄因子GmEREBP1在被SCN侵染的感病品種中表達下調，而在抗性品種中表達上調［62］。進一步的實驗證明乙烯通路可能通過該類轉錄因子調控乙烯響應基因，如PR3、PDF1.2等在SCN侵染后的表達［63］。

3.2 生長素

生長素信號通路參與對SCN抗性的相關研究較少。生長素負調控基因ADR12在SCN侵染的大豆根系中表達下調［64］。SCN侵染后合胞體細胞轉錄圖譜的測定證實了IAA和ARF等生長素信號通路相關基因在大豆與SCN互作中表達受到顯著的調控［17］，而具體的作用機制未知。

3.3 水楊酸

植物水楊酸在植物早期響應病原物侵染，激活下游防御信號通路中有重要作用。關于水楊酸參與大豆對SCN抗性證據來自于大豆水楊酸甲基轉移酶（GmSAMT1）的相關研究［65］。直接在感病品種中過表達GmSAMT1可以顯著抑制線蟲發育，增強抗性。過表達GmSAMT1的大豆根系中，SA信號通路相關基因（GmNPR1、GmICS1）的表達也被顯著激活［65］。因此，在抗性品種中，可能通過更快速積累SA的合成相關生化酶GmSAMT1來激活SA通路產生SCN抗性。

3.4 小肽類激素

植物頂端發育復合受體CLAVATA在莖尖和根尖分生組織發育中有重要作用。其配體是一段12氨基酸組成的小肽段激素CLV3，屬于CLE（Clavat Like Elements）家族。植物寄生線蟲廣泛分泌一類CLE模擬物效應子，來調控植物根系發育幫助其侵染。大豆中CLV3受體蛋白被證實可以特異與SCN CLE類效應子結合，沉默該受體后導致對SCN抗性增加［66］。最新研究表明，對SCN CLE類效應子結構功能分析得知，其結構中有一個特異的功能域（motif），負責將該類效應子蛋白通過內質網轉移到細胞外，線蟲CLE效應子可以劫持植物細胞分泌系統進行胞外輸出分子信號蛋白［67］。

此外，植物激發子肽（plant elicitor peptides，PEP）被證明參與調控SCN抗性。用PEP1、PEP2和PEP3處理大豆種子后，對SCN增殖產生明顯的抑制作用。進一步實驗證明，PEP處理可以通過激活ROS誘導大豆產生SCN抗性［68］。關于植物激發子肽誘導抗性的具體分子機制有很大研究潛力。

4 其他作用機制

合胞體形成的一個顯著變化就是寄主細胞壁降解。很多線蟲的效應子被認為有細胞壁消化酶作用。而寄主的細胞壁合成通路參與SCN抗性少有報道。最近，細胞壁合成相關調控糖支鏈延長的生化酶GmXTH43被發現在合胞體細胞中特異表達；在感病品種中過表達該酶，可以提高大豆抗性；推測這種酶可能通過影響細胞壁的形成而作用于合胞體［69］。這是又一例基礎生化酶參與到SCN抗性反應的例子，但更深入的調控機制尚不明確。

此外，最近有研究報道通過過表達一個質膜定位的廣譜抗性基因disease resistance 1（GmDR1，Glyma.10g094800）可以增加植物對SCN、蚜蟲以及真菌病害的抗性，具體調控機制未知［70］。

5 總結及展望

大豆對SCN抗性基因的功能研究取得了較大進展，但仍有不足。具體體現在：首先，目前抗性新基因的發現多從轉錄組學、功能基因組學出發，對于更精細的基因表達調控、表觀遺傳學調控、線蟲特異啟動子響應機制等研究仍有欠缺。其次，潛在的抗性基因靶標往往都是參與生命活動必須的基因，對他們的沉默可能造成植物根系發育、生長的缺陷，從而產生間接的抗性表型。因此單一通過基因沉默實驗驗證相關基因的抗性功能時要注意轉基因的根系發育情況對SCN增殖的影響。第三，目前尚不清楚對SCN抗性相關基因與已知植物免疫通路之間的具體互作機制。線蟲侵染中損傷信號誘導的初級防御反應與現知的PTI反應通路的區別、聯系以及線蟲分泌到寄主細胞內的效應子是否也引起經典的ETI反應，這些問題都需要進一步研究。在大豆體系內以已知重要抗性參與蛋白為誘餌進行互作蛋白篩選有助于回答上述問題，也可以幫助更好地厘清SCN與大豆寄主之間互作通路。第四，我國作為大豆原產國，有豐富的大豆種質資源，野生型大豆Glycine soja可作為豐富的基因庫來源，極有可能蘊含了豐富的與現有栽培品種不同的抗性基因，以野生型大豆為研究對象進行的抗性基因發掘工作有待進一步開展。第五，現階段單細胞測序技術發展迅猛，可從單細胞尺度描繪生長發育關鍵節點的轉錄圖譜；線蟲侵染大豆的親和和不親和互作中也有幾個關鍵節點，在這些抗性發生質變的關鍵節點選取合胞體細胞進行單細胞測序構建更精細的轉錄圖譜有助于理解SCN對寄主的致病力和寄主的抗性防御反應進程。最后，以線蟲為中心的致病性研究同樣重要，尤其是線蟲效應子的鑒定和功能驗證相關工作，SCN分泌生化信息素如蛔甙（ascarosides）的分類和功能鑒定，以及針對植物病原線蟲開發相關基因操作技術都有極大的發展和應用空間。

關于大豆孢囊線蟲抗性機制的研究有助于理解植物病原線蟲與寄主的互作機制，為傳統育種提供參考，也為抗性轉基因株系的構建提供有價值的靶標，對我國在相關育種和科研領域獲得自主知識產權意義重大。隨著生物技術的發展和我國對科技的不斷投入，大豆孢囊線蟲綜合綠色防控在理論、研究和實踐應用中定會取得較大突破。新的理論、理念和實踐將在維護全球大豆生產安全、確保我國大豆產業安全中起重要作用。