小麥禾谷孢囊線蟲(Heterodera avenae Woll., cereal cyst nematode, CCN)在世界分布廣泛，對小麥、大麥等禾本科作物和牧草有嚴重危害的重要病原性線蟲。在小麥現有品種資源中CCN的抗性相關基因較少，但在其近緣物種中卻較豐富。易變山羊草1號（Ae.variabilis No.1）是禾本科山羊草屬植物，具有很好的抗根結線蟲（RKN）和禾谷孢囊線蟲（CCN）特性，是小麥抗性育種研究中的重要基因資源。 

　　成都生物所農業生物技術研究中心龍海課題組黃秋蘭博士在余懋群研究員和張海莉助研的指導下，以Ae.variabilis No.1為材料，對前期CCN侵染誘導下的RNA-Seq分析篩選得到的候選基因AeVTDCs 進行功能分析。TDC催化色氨酸轉化為色氨，而色胺是合成IAA 及吲哚生物堿等的前體物質，它是連接植物初生代謝和次級代謝的一個關鍵酶。通過VIGS沉默Ae.variabilis No.1植株根部AeVTDC1基因檢測植株抗CCN的水平和AeVTDC1轉基因煙草抗RKN能力，結果顯示AeVTDC1在CCN和RKN抗性反應中起正調控作用。進一步分析發現，沉默植株和過表達植株中IAA生物合成基因、信號基因及IAA含量無顯著變化，TDC下游相關代謝物的含量及其合成基因表達水平變化顯著。推測AeVTDC1基因對CCN的抗性調節可能與TDC下游相關代謝物相關，而與IAA無關。這些結果為揭示抗CCN分子機理奠定了基礎，也為AeVTDC1基因在禾谷類作物的分子育種中利用提供了依據。 

　　該研究結果以“The Tryptophan decarboxylase 1 Gene From Aegilops variabilis No.1 Regulate the Resistance Against Cereal Cyst Nematode by Altering the Downstream Secondary Metabolite Contents Rather Than Auxin Synthesis”為題發表在Frontiers in Plant Science雜志。該研究成果得到了國家自然科學基金項目、轉基因專項和西部博士項目的資助。 

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　　圖1：沉默AeVTDC1導致根部侵染的CCN數目顯著增加 

　　圖2： AeVTDC1轉基因煙草根部根結數目顯著少于對照