植物总是容易受到各种环境压力,如害虫和病原体的侵袭。幸运的是,植物可以通过“防御启动”进入强化防御状态。一种最有效的防御启动剂是β-氨基丁酸(β-AminoButyricAcid,BABA),它保护植物免受各种病害压力。2023年10月31日,美国物理学家组织网报道了一篇由法国和捷克学者合作发表的论文,通过综合性的多系统分析,揭示BABA如何诱导番茄产生病原体抗性。
为了了解BABA对番茄植株的保护作用,研究者采用10mM的BABA处理番茄植株,然后分别暴露于生物营养型番茄白粉菌、半生物营养型寄生疫霉菌和死体营养型灰葡萄孢菌。结果表明,BABA处理显著降低了番茄白粉菌的产孢量和寄生疫霉菌的蔓延,但对灰葡萄孢菌没有影响。
在BABA处理后24小时和48小时,分别对番茄进行转录组学和蛋白质组学分析。RNA测序鉴定出24 562个基因,其中1 523个基因存在差异表达。蛋白质组分析鉴定出1 808个蛋白质组和319个差异表达蛋白。这些结果表明,BABA处理导致了番茄内广泛的细胞重组。该研究还发现,BABA处理能够诱导130个在调节植物应激反应方面发挥重要作用的基因;另外,BABA处理使酶的水平显著增加,氮代谢和苯基丙基途径也受到显著影响。
总之,这项研究表明BABA在植物中触发了一个启动状态,加强了它们对病原体的防御反应。这一认识可能革命性地改变作物的抗病策略,改善农业做法、提高作物产量。