根結線蟲是一類世界范圍內分布廣泛的植物寄生性線蟲。它們侵入作物根部，刺激根形成腫瘤狀結構——根結，導致作物減產甚至死亡。目前，有關植物與根結線蟲互作的機制尚不完全清楚。近日，北京農學院王紹輝、趙文超教授團隊從同化物競爭和激素抗性調控兩個方面對番茄與根結線蟲互作的機理做出了闡釋。

團隊在Plant Biotechnology Journal發表了題為“SlVQ15 recruits SlWRKY30IIc to link with jasmonatepathway in regulating tomato defence against root-knot nematodes”的研究論文。該論文揭示了SlVQ15招募轉錄因子SlWRKY30IIc，偶聯茉莉素途徑調控番茄應對根結線蟲入侵的分子機制，為茄科植物的抗性育種提供新的思路。

SlVQ15在不影響番茄生長發育的情況下，正調控番茄對根結線蟲的抗性。通過酵母雙雜交實驗，篩選到SlVQ15的互作蛋白SlWRKY30IIc。SlWRKY30IIc與SlVQ15協同調控番茄響應根結線蟲的入侵。茉莉素信號轉導途徑抑制因子SlJAZs通過與SlVQ15/SlWRKY30IIc互作，進而干擾SlVQ15和SlWRKY30IIc之間的相互作用。反之，SlWRKY30IIc直接結合SlJAZs的啟動子，抑制SlJAZs的表達，SlVQ15促進SlWRKY30IIc的功能，而SlJAZ5拮抗SlWRKY30IIc的功能，進而形成反饋調節機制。此外，SlWRKY30IIc自身的表達直接受到負調控根結線蟲抗性的轉錄因子SlMYC2的調節。

SlVQ15-SlWRKY30IIc模塊調控番茄對根結線蟲抗性的分子機制

北京農學院王紹輝教授、首都師范大學宋素勝教授、北京農學院黃煌副教授為該論文的通訊作者，北京農學院黃煌副教授、研究生馬雪純（已畢業）、北京農學院孫路路副教授為該論文共同第一作者，趙文超教授、楊瑞高級實驗師，以及研究生王瑩瑩、馬吉林（已畢業）、洪旖焓、趙銘捷（已畢業）也參與了該項研究工作。本研究依托于北京農學院現代園藝學“全國高校黃大年式教師團隊”，得到了國家自然科學基金、北京市自然科學基金和市屬高校分類發展-都市農林特色教師隊伍建設項目的資助。

植物為抵御線蟲侵襲，演化出了一系列復雜的防御體系，其中糖分競爭是重要的防御策略之一。一旦線蟲侵入植物體內，便會大肆消耗植物糖分以支撐其生命活動與繁殖需求。為削弱線蟲的這一攻勢，植物會巧妙調整，減少根系中的糖分儲備，以此遏制線蟲的生長發育進程。盡管如此，植物和線蟲相互競爭同化物的分子機制尚不清楚。

團隊在Journal of Integrative Plant Biology在線發表了題為“The miR396a-SlGRF8 module regulates sugar accumulation in the roots via SlSTP10 during the interaction between root-knot nematodes and tomato plants”的研究論文（doi：http://doi.org/10.1111/jipb.13794）。該研究深入揭示了番茄與根結線蟲相互作用中糖分競爭的分子機制，為探索植物-線蟲互作機理奠定了基礎。通過調控miR396a-SlGRF8-SlSTP10 模塊，可以有效調節番茄根系糖分分配，從而提高番茄對根結線蟲的抗性，為線蟲防治提供新的思路。

文章提出了一個潛在的調控模型，描述了番茄與根結線蟲（RKN）相互作用過程中，由miR396a–SlGRF8–SlSTP10模塊介導的糖分配機制。根結線蟲感染番茄根系后，會降低miR396a的表達，并在轉錄水平上上調SlGRF8和SlSTP10基因的表達，降低根系可溶性糖含量，進而抑制根結線蟲的生長發育，提高番茄的抗根結線蟲能力。

miR396a-SlGRF8-SlSTP10模塊響應RKN侵染的分子機制

中國農業大學張振賢教授、西北農林科技大學阮勇凌教授以及河南科技大學陳雙臣教授對此研究給予大力支持和幫助。北京農學院孫路路副教授、碩士研究生朱夢婷（已畢業）、博士研究生周小璇（已畢業）為論文共同第一作者，北京農學院趙文超教授和王紹輝教授為論文共同通訊作者，團隊黃煌副教授、楊瑞高級實驗師以及研究生谷瑞越、侯鈺穎（已畢業）、李彤彤（已畢業）也參與了該項工作。本研究依托北京農學院現代園藝學“全國高校黃大年式教師團隊”，得到了國家自然科學基金、北京市自然科學基金、北京市教委研發計劃、北京市農業產業體系創新項目、北京農學院“火花計劃”等項目的資助。