近日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)楊文鈺、劉江團(tuán)隊(duì)“復(fù)合種植作物化學(xué)生態(tài)學(xué)”研究組，在Plant, Cell & Environment（中科院一區(qū)TOP）上發(fā)表了題為“Changing light promotes isoflavone biosynthesis in soybean pods and enhances their resistance to mildew infection”的研究論文，揭示了帶狀間套作變光環(huán)境促進(jìn)大豆種莢異黃酮合成、提高霉變抗性的代謝調(diào)控機(jī)理。

 

　　Fusarium verticillioides等田間真菌病害導(dǎo)致大豆品質(zhì)低劣、產(chǎn)量降低，是南方大豆生產(chǎn)的重要瓶頸。種莢是豆科植物抵御外界環(huán)境脅迫的第一道防線(xiàn)，對(duì)大豆田間霉變具有積極的防御作用。玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下，大豆種莢霉變發(fā)生率顯著降低，但其原因尚不清楚。同時(shí)玉米-大豆套作變光環(huán)境能促進(jìn)大豆籽粒中異黃酮的合成積累（Food Chem, 2016, 207: 107-114）。本研究通過(guò)多年的田間模擬試驗(yàn)，探究了不同生育時(shí)期遮蔭條件下，大豆種莢霉變抗性及代謝群體的變化規(guī)律；證實(shí)了變光環(huán)境，特別是“營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期蔭蔽-生殖生長(zhǎng)期復(fù)光”處理能顯著提高大豆豆莢的霉變抗性。代謝組學(xué)分析和外源茉莉酸及其合成抑制劑處理試驗(yàn)，進(jìn)一步揭示了變光環(huán)境與豆莢內(nèi)源茉莉酸對(duì)異黃酮合成及霉變抗性具有協(xié)同提升作用。變光環(huán)境通過(guò)促進(jìn)豆莢中異黃酮合成通路上游組成型異黃酮苷元和葡萄糖苷的積累，為下游誘導(dǎo)型異黃酮（丙二?；慄S酮、大豆抗毒素）合成提供了充足前體物；當(dāng)豆莢遭受霉菌侵染時(shí)，其茉莉酸信號(hào)通路啟動(dòng)，并進(jìn)一步促進(jìn)了誘導(dǎo)型異黃酮的合成，從而協(xié)同提高了豆莢的霉變抗性。

 

　　該研究為復(fù)合種植作物抗逆機(jī)制的闡釋提供了新的見(jiàn)解，為植物復(fù)合脅迫-交叉抗性理論的完善奠定了基礎(chǔ)。碩士研究生李曉曼、楊才瓊（現(xiàn)于德國(guó)馬普化學(xué)生態(tài)研究所攻讀博士）為論文并列第一作者，楊文鈺、劉江教授為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、四川省杰出青年科技人才項(xiàng)目等資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pce.14128