本站消息：2024年1月3日，西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心（以下简称中心）在西南生物多样性实验室1楼报告厅（C1-24-26）举行2023-2024学年第17期学术活动。会议由赵明教授主持，中心副主任陈军文教授、梁艳丽教授、刘冠泽副教授、唐卿雁副教授、寸竹博士及中心全体研究生参加了此次学术活动。
陆艳以“MaMADS1–MaNAC083 transcriptional regulatory cascade regulates ethylene biosynthesis during banana fruit ripening”为题，阐明了激素乙烯在植物的生长过程的重要性，特别是调节成熟的跃变型水果，如香蕉。香蕉果实成熟过程中乙烯生物合成的转录调控已得到了大量的研究，但乙烯生物合成途径上游转录调控因子的级联转录机制仍不太清楚。研究报告，乙烯的生物合成基因，包括MaACS 1，MaACO 1，MaACO 4，MaACO 5和MaACO 8，在成熟香蕉上调。NAC（NAM，ATAF，CUC）转录因子MaNAC 083是一个乙烯抑制基因，通过酵母单杂交筛选，证明了它是MaACS 1启动子的潜在结合蛋白。通过体外和体内实验表明，MaNAC 083直接结合到五个乙烯生物合成基因的启动子上，从而转录抑制它们的表达，再通过瞬时过表达实验得到验证，其中乙烯产生通过MaNAC 083调节的香蕉果实中乙烯生物合成基因的转录抑制而被抑制。MaMADS 1，成熟诱导的MADS（MCM 1，AGAMOUS，DEFICIENS，SRF 4）转录因子，直接抑制MaNAC 083的表达，抑制MaNAC 083对乙烯生物合成基因的反式阻遏，这些发现说明了MaMADS 1-MaNAC 083-MaACS 1/MaNAC 083是抑制的乙烯产生的机制基础。MaACOs调控香蕉果实成熟过程中乙烯生物合成的级联反应。研究结果，发现增加了对乙烯生物合成转录调控的认识，并有望帮助开发分子方法来控制果实的成熟和提高果实储存性。
李加梅以“Root placement patterns in allelopathic plant-plant interactions”为题，汇报了化感植物会产生并释放化感物质，抑制邻近根的生长。邻近根可能会检测到化感物质的存在并调整根的位置，以避免化感物质。根部分泌的化学信号可以诱导化感植物产生和释放化感物质。根部分泌的信号物质(-)-Holiolide (一种类胡萝卜素代谢物)可驱动植物邻居检测并释放化感物质。本研究使用了化感小麦模型系统，与其他60种植物互作进行对比，记录根系布局模式的组合。讨论了活性炭对根系布局模式变化的影响。使用野生型拟南芥与类胡萝卜素缺陷拟南芥突变体验证了信号物质(-)-loliolide在根系布局模式中的作用，系统评估了来源小麦的化感物质MBOA对60个目标物种根系的影响，并通过淀粉体染色和生长素在根部的定位确定了作用机制。
线小云以“Metabolomic and transcriptomic analyses reveal new insights into the role of abscisic acid in modulating mango fruit ripening”为题，汇报了乙烯和脱落酸(ABA)被认为是芒果(Mangifera indica L.)果实成熟的刺激因子，但它们对芒果果实成熟的调控机制尚不明确。文章通过对（凯特芒）“Keitt”芒果的代谢组和转录组数据进行整合分析，再结合一系列生理和实验分析，研究了果实发育和成熟过程中不同阶段特定代谢物积累的变化。这与转录变化密切相关，体现了生理变化和味觉形成。作者发现ABA与芒果的成熟高度相关，外源ABA的施用促进了芒果果实的成熟。转录组分析鉴定了不同的成熟相关基因参与糖和类胡萝卜素的生物合成和软化相关的代谢过程。此外，作者构建了ABA和成熟相关基因(如MiHY5、MiGBF4、MiABI5和MibZIP9)的网络，并通过实验证实了ABA响应关键转录因子MiHY5对成熟相关基因的直接调控作用。研究表明，ABA在通过MiHY5直接调控芒果果实成熟过程中发挥了重要作用，本研究也提示了人们有必要重新思考ABA在调节跃变型果实成熟过程中的作用。
熊静蕾以“Efficient Production of Chlorogenic Acid in Escherichia coli Via Modular Pathway and Cofactor Engineering”为题，汇报了广泛应用于食品和日用化工行业的绿原酸是一种天然酚类化合物，与植物提取相比，微生物细胞工厂为绿原酸的生产提供了一种绿色、可持续的生产方法。然而，复杂的代谢通量分布和潜在的副产物限制了微生物中绿原酸的生物合成。通过模块化工程构建了大肠杆菌中绿原酸的从头合成途径。增加莽草酸通量极大地促进了绿原酸的产生，并探讨了丙酮酸代谢对绿原酸合成的影响。辅因子再生系统增强了关键酶奎尼酸/莽草酸-脱氢酶（YdiB）和4-羟基苯乙酸 3-单加氧酶（HpaBC）的辅因子供应。此外，作者还验证了YdiB突变体在体内产生绿原酸的作用。当缓冲液的pH值超过6.0时，发生绿原酸褐变，但两级pH控制在5 L发酵罐中达到2789.2 mg/L的绿原酸滴度，是迄今为止报道的最高值。研究为简单碳源高效生产绿原酸提供了策略。
蔡维江以“Interspecific plant interaction via root exudates structures the disease suppressiveness of rhizosphere microbiomes”为题，汇报了陆生植物可通过种间相互作用影响邻近植物的生长和健康。研究采用番茄-毛葱间作系统，研究植物根系分泌物影响邻近植物根际微生物组招募的机制，这对植物保护具有意义。第一，研究发现间作系统导致番茄植株根际产生一个疾病抑制微生物群，保护番茄植株免受由土传病原体大丽轮枝菌引起的黄萎病。第二，16S rRNA基因测序显示，毛葱间作通过促进特定芽孢杆菌的定殖，改变番茄根际微生物组的组成。该分类群显示出抑制病原菌生长和诱导番茄植株系统抗性的作用。第三，地下分隔实验发现，根系分泌物介导了毛葱和番茄的种间相互作用。第四，番茄植株的分根实验发现，毛葱根系分泌物，尤其是紫杉叶素(一种黄酮类化合物)可以刺激番茄植株招募植物有益细菌，如芽孢杆菌。第五，超高压液相色谱-质谱分析发现，紫杉叶素可以改变番茄根系分泌物的化学性质，间接调节芽孢杆菌的根系定殖。研究结果表明，这种间作模式可以通过利用毛葱根分泌物释放的信号化学物质来改变根际微生物群的招募，从而提高番茄植株的适应性。研究揭示了植物种间相互作用调控疾病抑制微生物组建立的新机制，为植物微生物组的精确调控开辟了新的研究途径。
在此次学术会议上，参会的老师和学生，就五个报告的内容提出了自己疑问和感兴趣的问题，与汇报者展开了热烈的讨论和交流。
（官已青 供稿）
(何澍然 审稿）