近日，沈阳农业大学朱晓峰教授团队在学术期刊《BMC Plant Biology》上发表题目为“Light signaling regulates root-knot nematode infection and development via HY5-SWEET signaling”的研究成果。
南方根结线虫（Meloidogyne incognita)是最重要的植物寄生线虫之一，给农业经济造成了巨大的损失。光是植物和病原生物的重要生存因素，充足的光能够促进根结线虫感染，但其潜在机制尚不清楚。在这项研究中，我们发现光信号途径核心转录因子 ELONGATED HYPOCOTYL5 (HY5)受到南方根结线虫侵染的诱导。在拟南芥中，HY5抑制下胚轴生长和侧根发育，并具有转录激活活性。利用HY5基因编辑突变体和回补植株进行遗传分析表明，HY5负调控植物对RKN的抗性。表达水平和遗传分析发现，光受体基因PHY、CRY、PHOT对线虫感染有负面影响。通过qPCR分析发现，HY5激活了SWEETs家族糖转运蛋白基因SWEET11a、SWEET12b和SWEET15d表达。与野生型植物相比，sweet11a、sweet12b、sweet15d和sweet11a/sweet12b/sweet15d突变体对RKN的敏感性较低，说明三种突变体对植物的抗性具有负向调控作用。ChIP和酵母单杂交实验表明，HY5通过直接结合SWEET11a、SWEET12b和SWEET15d的启动子片段负向调控植物对南方根结线虫抗性。本研究阐明了光信号通路在植物抗线虫中的重要作用，为RKN抗性研究提供了新的视角。
沈阳农业大学植物保护学院博士研究生吴波鸿为论文第一作者，沈阳农业大学植保学院朱晓峰教授为论文通讯作者。沈阳农业大学植保学院硕士研究生贾雪莹、祝威、高音也参与了此项工作。本研究得到国家重点研发计划(2023YFD1400400)、国家自然科学基金 (32272499)、财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(CARS-04-PS13)以及国家寄生虫资源库(NPRC-2019-194-30)的资助。
