Метаболомные данные о защитных стратегиях сои против различных патогенов

Соя, как глобально важная бобовая культура, сталкивается с постоянными угрозами со стороны различных патогенов, что серьезно влияет на мировое производство. Хотя генетические взаимодействия между соей и патогенами привлекают широкое внимание, сложные биохимические реакции остаются малоизученными. Цю Мин и коллеги использовали таргетный и нетаргетный метаболомный анализ с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (LC-MS), чтобы изучить эти взаимодействия.

Команда идентифицировала в зараженных образцах сои в общей сложности 627 характерных метаболитов. Они были сгруппированы в четыре модуля, включающие:

• Флавоноиды
• Изофлавоноиды
• Тритерпены
• Аминокислоты и пептиды
• Другие соединения, такие как фенолы

Исследователи обнаружили значительные изменения как в первичном, так и во вторичном метаболизме в ответ на вторжение патогена. Особенно заметными были двунаправленные изменения в общем содержании флавоноидов при различных патогенных инокуляциях.

Среди высокоиндуцируемых флавоноидов выделялись:

• Известные антипатогенные соединения (глицеоллин I)
• Базовые формы изофлавоноидов (даидзеин, генистеин, глицитеин, формононетин)
• Новые соединения, выделенные в этом исследовании (прунин)

Авторы продемонстрировали биологические роли этих пяти соединений, подтвердив их разнообразные функции против патогенов:

• Прунин значительно ингибировал вегетативный рост и вирулентность Phytophthora sojae.
• Генистеин оказывал выраженное ингибирующее действие на вегетативный рост и вирулентность Phomopsis longicolla.
• Даидзеин и формононетин проявляли значительный репрессивный эффект на вирулентность P. longicolla.

Это исследование подчеркивает мощную полезность метаболомных инструментов, предоставляя глубокое понимание взаимодействий «растение-патоген» с биохимической точки зрения. Результаты вносят вклад не только в фитопатологию, но и предлагают стратегические пути для усиления устойчивости растений к болезням в более широком масштабе.

Работа опубликована в журнале Science China Life Sciences. Исследование выполнено научной группой профессора Ван Мина из Нанкинского сельскохозяйственного университета под руководством профессора Ван Юаньчао.