Methyl Jasmonate Induces Phenylphenalenone Accumulation, Resulting in Black Leaf Streak Disease Resistance In Banana (Musa acuminata cv. Grand Nain)
甲基茉莉酸诱导苯基菲醌类物质积累，提升香蕉（Musa acuminata cv. Grand Nain）对黑叶条病的抗性
?? 导读
2025年2月，法国波尔多大学的通讯作者 Stéphanie Cluzet 教授和第一作者 Tanoh Hilaire Kouakou 博士，在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊发表题为《Methyl Jasmonate Induces Phenylphenalenone Accumulation, Resulting in Black Leaf Streak Disease Resistance In Banana》的研究论文。
?? 摘要
本研究评估了植物激素甲基茉莉酸（MeJA）和水杨酸（SA）对香蕉品种 Grand Nain 抵御黑叶条病（BLSD，致病菌为 Mycosphaerella fijiensis）的诱导防御作用。通过HPLC和NMR分析发现，MeJA处理能显著诱导三种苯基菲醌类化合物（naphthalic anhydrides）合成，并显著上调防御相关基因如PAL、CHI、WRKY2等的表达水平。相比之下，SA虽然能增加总酚类含量，但效果弱于MeJA。进一步实验证实MeJA可有效保护香蕉叶片免受BLSD真菌毒素与Juglone毒素侵害，为可持续香蕉病害管理提供潜在策略。
?? 引言
香蕉是热带地区重要的粮食与经济作物，但黑叶条病（BLSD）严重威胁其产量和品质，现有的化学防治手段昂贵且环境风险大，且部分地区已出现抗药性菌株。植物防御诱导剂（PDS）可激活作物广谱免疫反应，成为替代防控手段的研究重点。甲基茉莉酸（MeJA）作为茉莉酸类信号通路的关键激素，在多种作物中已证实能诱导防御性次生代谢产物的积累，本文系统评估其在香蕉中的免疫激活潜力。
?? 研究内容
材料与处理方式：
使用三个月龄Grand Nain香蕉植株，经MeJA（2.5/5/10 mM）或SA处理后，于24–72小时收集样本。
通过HPLC和NMR检测苯基菲醌类物质（phenylphenalenones）与黄酮（rutin）含量。
苯酚类物质分析：
MeJA可诱导三种特异性苯基菲醌类物质合成（在对照与SA处理中未检测到）：
2-(4′-hydroxyphenyl)-1,8-naphthalic anhydride
2-(4′-methoxyphenyl)-1,8-naphthalic anhydride
7-(4′-hydroxyphenyl)naphthal-8-formyl-1-carboxylic anhydride
MeJA处理组总酚含量为60.2 mg/g（对照为12.2 mg/g），表现出显著增强。
基因表达分析：
MeJA显著上调：PAL（17.5×）、CHI（530×）、WRKY2（1722×）、LOX（95.7×）。
PR蛋白类基因如PIN、CHIT4c、GLU未显著表达或被抑制，提示香蕉中MeJA通路偏重于次生代谢调控。
病害挑战实验：
经MeJA预处理的叶片在接种 M. fijiensis 毒素与Juglone后未出现坏死、黄化等病害症状。
形态学上，MeJA处理显著延缓甚至完全抑制病害发展，叶片保持绿色且未出现典型BLSD黑斑。
?? 总结与展望
本研究证实甲基茉莉酸可显著诱导香蕉产生特异性抗真菌活性苯基菲醌类物质，并通过激活PAL、LOX、WRKY等防御调控通路，提高植株对黑叶条病的抗性。这种植物防御诱导剂策略具有环境友好、低成本、持久有效等优势，适用于热带作物可持续病害防控。未来可进一步将该机制应用于品种改良与生物防治体系中，减少农药依赖，提升香蕉种植系统的稳产性与抗逆性。
?? 原文链接
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c12289
