《Frontiers in Plant Science》：Understanding MeJA induced-resistance to Phytophthora cinnamomi in holm oak embryogenic lines
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本研究通过蛋白质组学分析揭示茉莉酸甲酯（MeJA）诱导冬青栎（Quercus ilex）体细胞胚胎对肉桂疫霉（Phytophthora cinnamomi）的系统抗性机制。研究发现MeJA预处理通过激活苯丙烷代谢（如肉桂酸-4-羟化酶）、抗氧化酶（如谷胱甘肽S-转移酶）和病程相关蛋白（如类甜蛋白）等防御通路，重塑胚胎蛋白质组以增强早期免疫应答。该研究为利用MeJA诱导抗性（IR）技术提升地中海森林生态系统的病虫害综合治理（IPM）策略提供了分子理论基础。
1 引言
地中海盆地天然森林生态系统以冬青栎（Quercus ilex L.）为主要建群种，该树种在伊比利亚半岛的"德埃萨"农业生态系统中具有重要生态价值。近年来由于气候变化加剧的干旱事件与土传病原体肉桂疫霉（Phytophthora cinnamomi）的协同作用，导致冬青栎衰退综合征表现为冠层落叶、树势衰弱直至死亡。研究团队前期发现50 μM茉莉酸甲酯（MeJA）处理可诱导冬青栎体细胞胚胎积累茉莉酸（JA）和酚类化合物，并增强过氧化氢（H2O2）水平。本研究在此基础上通过纳米液相色谱-质谱联用（nano-LC-MS/MS）技术分析E00胚胎系蛋白质组变化，探讨MeJA诱导抗性（IR）的分子机制。
2 材料与方法
使用来自马德里农村发展研究所（IMIDRA）的冬青栎E00胚胎系，在添加20 μM硫代硫酸银（STS）和4 g/L活性炭（AC）的改良穆拉西吉-斯库格（MS）培养基中进行培养。肉桂疫霉菌株1630在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基中保存。实验设置四组处理：对照组（C）、MeJA处理组（50 μM处理3天）、病原接种组（INC）以及MeJA预处理后接种组（MeJA+INC）。通过三氯乙酸/丙酮（TCA/Acetone）法提取蛋白质，采用轨道阱融合质谱（Orbitrap Fusion）进行检测，使用SEQUEST算法对冬青栎转录组数据库进行检索。
3 结果
3.1 非靶向蛋白质组分析
共鉴定到3,205种高置信度蛋白质。稀疏偏最小二乘判别分析（sPLS-DA）显示68.9%的方差可区分处理组，其中PC3明确分离未接种组（C与MeJA）和接种组（INC与MeJA+INC）。MeJA处理显著上调细胞壁生物合成、碳代谢及氨基酸代谢相关蛋白，而病原接种单独处理引起蛋白质普遍下调。
3.2 MeJA与接种的共同防御响应
两种处理均激活苯丙烷生物合成途径，其中肉桂酸-4-羟化酶（C4H）和咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶（CCoAOMT）显著积累。同时检测到谷胱甘肽S-转移酶（GST）、钙网蛋白（calreticulin）和类甜蛋白（TLP）等防御蛋白的上调。值得注意的是，MeJA+INC组相比单独接种组额外增强23种蛋白积累，包括几丁质酶I型（chitinase type I）和过氧化氢酶（catalase）。
3.3 MeJA预处理的蛋白质组特征
MeJA预处理使106种蛋白发生差异表达，其中85种（80.2%）下调蛋白主要参与糖酵解/糖异生等初级代谢过程，而21种（19.8%）上调蛋白集中于应激响应范畴。防御相关酶类如碱性几丁质酶I型、类甜蛋白、胚蛋白样蛋白（germin-like protein）及谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）在MeJA+INC组特异性高表达，表明预处理可优化能量分配以强化抗氧化防御。
4 讨论
蛋白质组数据印证了MeJA通过激活JA信号通路重构次级代谢网络，其中C4H驱动的苯丙烷代谢增强与前期报告的酚类物质积累相符。尽管卵菌不含几丁质，但几丁质酶和类甜蛋白的异构体差异表达可能源于茉莉酸（JA）与水杨酸（SA）信号通路拮抗作用。研究结果支持MeJA诱导的"应激记忆"现象，即预处理使体细胞胚胎在病原攻击时优先维持苯丙烷和谷胱甘肽代谢通路活性，这为利用体细胞胚胎发生技术筛选抗病基因型提供了分子标记。该策略有望通过整合病虫害综合治理（IPM）与育种计划，提升冬青栎对气候变化的适应性。
