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(xiàn)有品種資源中CCN的抗性相關(guān)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(jié)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(nóng)業(yè)生物技術(shù)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(dǎo)下，以Ae.variabilis No.1為材料，對前期CCN侵染誘導(dǎo)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(zhuǎn)化為色氨，而色胺是合成IAA 及吲哚生物堿等的前體物質(zhì)，它是連接植物初生代謝和次級代謝的一個關(guān)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(zhuǎn)基因煙草抗RKN能力，結(jié)果顯示AeVTDC1在CCN和RKN抗性反應(yīng)中起正調(diào)控作用。進一步分析發(fā)現(xiàn)，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(guān)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?qū)CN的抗性調(diào)節(jié)可能與TDC下游相關(guān)代謝物相關(guān)，而與IAA無關(guān)。這些結(jié)果為揭示抗CCN分子機理奠定了基礎(chǔ)，也為AeVTDC1基因在禾谷類作物的分子育種中利用提供了依據(jù)。 

　　該研究結(jié)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(fā)表在Frontiers in Plant Science雜志。該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金項目、轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ椇臀鞑坎┦宽椖康馁Y助。 

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　　圖1：沉默AeVTDC1導(dǎo)致根部侵染的CCN數(shù)目顯著增加 

　　圖2： AeVTDC1轉(zhuǎn)基因煙草根部根結(jié)數(shù)目顯著少于對照