中科院成都生物所譚紅研究員團(tuán)隊(duì)大量田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用低濃度外源S-ABA (以下簡稱ABA，2~4 mg/L)處理作物后，能顯著提高多種作物的廣譜抗病特性。
為研究ABA誘導(dǎo)的抗病分子機(jī)制，馬欣榮課題組以番茄為材料，整合轉(zhuǎn)錄組及microRNAs（miRNAs）組學(xué)分析外源ABA對番茄基因表達(dá)的作用。轉(zhuǎn)錄組分析顯示，外源低濃度的S-ABA (2 mg/L，7.58 μmol/L)噴施葉面，引起番茄葉片中大量基因?qū)BA產(chǎn)生響應(yīng)。超過21,700(約55%)個unigenes對ABA產(chǎn)生響應(yīng)，其中約13%的基因（2,787）表達(dá)發(fā)生顯著變化，顯著上調(diào)的為1,952個，是下調(diào)的2.3倍（下調(diào)的為835個）。進(jìn)一步分析顯示，ABA不僅能顯著提高非生物脅迫抗性基因的表達(dá)，而且能顯著上調(diào)大多數(shù)抗病相關(guān)基因如NBS-LRRs，AP2/EREBPs，serine/ threonine-protein kinases，PAL、PPO、POD、幾丁質(zhì)酶等的表達(dá)，同時與抗病相關(guān)的水楊酸、乙烯，茉莉酸信號通路上的基因也上調(diào)。
關(guān)聯(lián)miRNAs分析，ABA顯著改變miRNAs的組成和表達(dá)豐度， 大多數(shù)miRNAs下調(diào)表達(dá)，相應(yīng)的抗病、抗逆靶基因表達(dá)上調(diào)。miRNAs與靶基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，通過誘導(dǎo)靶基因mRNA的降解或抑制蛋白翻譯參與轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。
因此，ABA (S-ABA)誘導(dǎo)植物對病原菌的抗性，途徑之一可能是通過調(diào)節(jié)miRNAs和相關(guān)基因的表達(dá)，啟動植物的防御機(jī)制，從而引起一系列生理生化變化來實(shí)現(xiàn)的。
研究結(jié)果為綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用提供理論支持及方法，為實(shí)現(xiàn)作物“兩減一增”做出貢獻(xiàn)。該研究獲得科學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目及STS項(xiàng)目資助。
發(fā)表論文：
1. Hai-Yang Cheng?, Yan Wang?, Xiang Tao?, Yan-Fen Fan, Ya Dai, Hong Yang, Xin-Rong Ma*. Genomic profiling of exogenous abscisic acid-responsive microRNAs in tomato (Solanum lycopersicum). BMC Genomics, 2016, 17: 423-435.
2. Yan Wang?, Xiang Tao?, Xiao-Mei Tang, Liang Xiao, Jiao-long Sun, Xue-Feng Yan, Dan Li, Hong-Yuan Deng and Xin-Rong Ma*. Comparative transcriptome analysis of tomato (Solanum lycopersicum) in response to exogenous abscisic acid. BMC genomics, 2013, 14: 841-854.
3. Weiwei Song, Xinrong Ma, Hong Tan, Jinyan Zhou. Abscisic acid enhances resistance to Alternaria solani in tomato seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 2011, 49(7): 693-700.
