《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Soil-mediated Rhizobacteria Modulate SA-JA Transcriptional Antagonism in Tomato to Enhance Systemic Resistance Against a Specialist and a Generalist Herbivore
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水杨酸(SA)与茉莉酸(JA)防御途径之间存在拮抗作用，会降低寄主植物的防御效率。调控SA-JA转录拮抗可增强植物对植食性害虫的抗性。研究人员以番茄(Solanum lycopersicum)为对象，采用随机区组设计（3次重复），通过叶面喷施SA合成类似物苯并
水杨酸(SA)与茉莉酸(JA)防御途径之间存在拮抗作用，会降低寄主植物的防御效率。调控SA-JA转录拮抗可增强植物对植食性害虫的抗性。研究人员以番茄(Solanum lycopersicum)为对象，采用随机区组设计（3次重复），通过叶面喷施SA合成类似物苯并噻二唑(BTH)（0、0.5、1 mM）与JA类似物甲酯茉莉酸(MeJA)（0、0.5、1 mM），并通过根部施用根际促生菌(PGPR)（Bacillussp. Mb01与Pseudomonassp. Mb05）。研究检测了SA响应基因PR1a（病原相关蛋白1a）与PAL（苯丙氨酸解氨酶）及JA诱导基因PIN2（蛋白酶抑制剂2）与LOX（脂氧合酶）的RNA转录水平。单独施用SA或JA类似物可提高各自标记基因的表达，但通过抑制对方基因表达产生拮抗效应；相反，单独或联合施用根际促生菌可调控SA-JA拮抗，在MeJA处理下提高SA标记基因表达，在BTH处理下提高JA标记基因表达。研究人员进一步以专食性害虫烟粉虱(Bemisia tabaci)和广食性害虫番茄实夜蛾(Helicoverpa armigera)评估抗性增强效果。虽然SA与MeJA均能降低H. armigera幼虫体重、存活率及成虫羽化率，并减少B. tabaci若虫种群数量，但在诱导剂与根际促生菌联合施用时效果更为显著。研究表明，推荐将BTH或MeJA与PGPR联合施用，而非单独施用，以提高寄主植物对植食性害虫的抗性。然而，需在更广泛的作物-害虫体系中验证其他SA/JA诱导基因、PGPR种类及害虫种类的适用性。
研究背景方面，植物在应对植食性害虫时演化出复杂的防御体系，其中水杨酸(SA)途径介导系统获得抗性(SAR)，茉莉酸(JA)途径介导诱导系统抗性(ISR)。两者常发生转录水平的拮抗作用，削弱整体防御效能，尤其易被烟粉虱(Bemisia tabaci)和番茄实夜蛾(Helicoverpa armigera)等害虫利用，从而降低作物产量与品质。此前关于SA与JA的研究多集中于单一激素施用效果，缺乏对其拮抗关系的有效调控策略，尤其是根际促生菌(PGPR)在联合激素施用下的分子机制尚不明确。因此，本研究旨在探索PGPR与激素联合施用是否能缓解SA-JA拮抗，增强番茄对两类害虫的抗性，为可持续害虫管理提供理论依据。该研究成果发表于《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》。
关键技术方法上，研究人员采用美国加州大学戴维斯分校番茄遗传学资源中心提供的栽培种“Ailsa Craig”进行盆栽试验，分别饲养H. armigera与B. tabaci种群，并在标准化环境条件下完成生物测定。激素处理选用BTH与MeJA的不同浓度梯度，PGPR分离自巴基斯坦费萨拉巴德农业大学番茄田根际土壤，包含Bacillussp. Mb01与Pseudomonassp. Mb05两种菌株。基因表达分析采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测PR1a、PAL、PIN2与LOX的相对表达量，害虫抗性评估则记录幼虫体重变化、存活率、成虫羽化率及若虫种群动态，所有数据均经统计学分析验证显著性。
研究结果方面，在“水杨酸标记基因响应”中，BTH显著上调PR1a与PAL表达，而MeJA则抑制其表达；PGPR单独施用亦可提高两基因表达水平，且在BTH或MeJA联合处理下进一步增强，尤其在Mb05与MeJA组合中表现明显。在“茉莉酸标记基因响应”中，MeJA显著提高PIN2与LOX表达，BTH则抑制其表达；PGPR单独及联合施用均能缓解BTH对JA基因的抑制，并在MeJA处理下进一步提升表达水平。在“害虫性能测定”中，针对H. armigera，MeJA与Mb05联合处理显著降低幼虫体重增长、存活率及成虫羽化率；针对B. tabaci，MeJA与Mb05联合处理在第5天显著减少若虫种群数量，且抗性效果优于单一处理。
讨论部分指出，BTH与MeJA分别激活对应防御途径，但会抑制另一途径基因表达，这种拮抗可能与JAZ蛋白及JA-Ile转运机制有关。PGPR通过转录水平调控同时激活SA与JA途径，缓解激素间的抑制效应，可能依赖转录因子调控及效应子触发免疫(ETI)机制。研究证实，联合施用PGPR与激素能显著提升番茄对两类害虫的抗性，但效果具有情境依赖性，并非在所有组合中均优于单一处理。结论部分强调，根际促生菌可通过调控SA-JA转录拮抗增强番茄的系统抗性，推荐在实际生产中结合PGPR与激素诱导剂，以实现更高效、可持续的害虫防控。
