東北地理所在線蟲與大豆早期互作分子調(diào)控機(jī)制方面取得新進(jìn)展
大豆孢囊線蟲（Heterodera glycines）是全球范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅大豆生產(chǎn)的重要病原之一，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億美元。線蟲依靠精準(zhǔn)的化學(xué)感知系統(tǒng)識別寄主根部分泌的信號物質(zhì)，進(jìn)而實現(xiàn)定向定位和侵染寄主。因此，揭示線蟲化感系統(tǒng)的分子調(diào)控機(jī)制，對于闡明其寄主識別過程及開發(fā)新型特異性殺線劑具有重要意義。
東北地理所大豆分子設(shè)計育種重點實驗室農(nóng)田有害生物控制研究團(tuán)隊前期在線蟲與植物互作方面工作其中以姜野為第一作者已在相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)期刊發(fā)表SCI論文6篇，并已獲得3項國家授權(quán)發(fā)明專利。在此基礎(chǔ)上，近期在解析大豆孢囊線蟲與寄主早期互作的分子機(jī)制方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊鑒定并解析了調(diào)控線蟲響應(yīng)寄主根部pH值與鹽離子信號的關(guān)鍵候選基因功能：瞬時受體電位香草酸通道（TRPV）家族基因 Hg-osm-9、Hg-ocr-2及G蛋白α亞基基因 Hg-goa-1。利用WormLab線蟲行為分析系統(tǒng)和RNA干擾等功能驗證手段，研究發(fā)現(xiàn)三者在侵染性二齡幼蟲（J2）尾部感器中高水平表達(dá)，并存在協(xié)同互作關(guān)系。其中，Hg-osm-9與Hg-ocr-2協(xié)同調(diào)控線蟲對寄主根部信號的趨化行為，Hg-goa-1主要影響線蟲運動能力，并且這三個基因均在不同程度上調(diào)控線蟲的侵染力與繁殖力。研究進(jìn)一步揭示了TRPV通道與G蛋白α亞基互作調(diào)控線蟲化感、運動與寄生的分子機(jī)制（圖1），為解析線蟲感知寄主信號的分子基礎(chǔ)提供了新證據(jù)。通過大豆孢囊線蟲化感與寄主識別的關(guān)鍵分子機(jī)制解析，為大豆孢囊線蟲精準(zhǔn)防控及特異性分子靶標(biāo)型殺線劑的開發(fā)提供了新思路，對保障我國大豆安全生產(chǎn)具有重要意義。
相關(guān)成果近期發(fā)表在中國科學(xué)院一區(qū)Top期刊《Journal of Agricultural & Food Chemistry》上，東北地理所特別研究助理姜野為第一作者，李春杰正高級工程師和王從麗研究員為共同通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金、黑龍江省重點研發(fā)計劃（創(chuàng)新基地）項目和長春市科技發(fā)展計劃項目共同資助。
圖1：大豆孢囊線蟲中TRPV通道基因（Hg-osm-9、Hg-ocr-2）和G蛋白α亞基基因（Hg-goa-1）的克隆、表達(dá)分析與功能鑒定及其在化感行為和寄生過程中的作用示意圖
論文信息：Ye Jiang,Minghui Huang,Dan Jiang,Doudou Chang,Yuewen Dou,Lili Wu,Qi Wang,Lei Guo,Liuli Wei,Binyu Xu,Chunjie Li* Congli Wang*. Key Roles of TRPV Channels Hg-osm?9,Hg?ocr?2,and G?Protein α Subunit Hg-goa?1 in the Chemosensory Behavior and Parasitism of Heterodera Glycines. Journal of Agricultural & Food Chemistry,2025. DOI: 10.1021/acs.jafc.5c07304.
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c07304
前期已發(fā)表論文：
1.Ye Jiang,Minghui Huang,Ruifeng Qin,Dan Jiang,Doudou Chang,Yifan Xie,Chunjie Li* and Congli Wang*. Full-Length transcriptome analysis of soybean cyst nematode (Heterodera glycines) reveals an association of behaviors in response to attractive pH and salt solutions with activation of transmembrane receptors,ion channels,and Ca2+ transporters. Journal of Agricultural & Food Chemistry. 2023,71(23):8778-8796.
2.Ye Jiang,Minghui Huang,Chunjie Li*,Cui Hua,Ruifeng Qin,Doudou Chang,Dan Jiang,Lei Zhao,Xuan Wang,Jinyao Yu,and Congli Wang*. Responses of infective juveniles of the soybean cyst nematode (Heterodera glycines) and the root-knot nematodes (Meloidogyne hapla,M. incognita) to amino acids. Nematology,2022,24: 1049-1062.
3.Ye Jiang,Ruifeng Qin,Chunjie Li,Minghui Huang,Dan Jiang,Doudou Chang,Yifan Xie,Yanan Zhao,and Congli Wang*. A reliable and efficient BioPulverizer method in preparing and grinding nematodes for nucleic acid extraction and molecular identification. Zoologia (Curitiba),2023,40: e23021.
4.Ye Jiang,Congli Wang,Hongji Zhang*,Decai Yu,Minghui Huang,Doudou Chang,and Chunjie Li*. First report of Meloidogyne arenaria parasitizing Solanum muricatum in Yunnan Province of China. Plant Disease,2025,DOI: 10.1094/PDIS-07-25-1515-PDN.
5.Yuewen Dou#,Ye Jiang#,Minghui Huang,Dan Jiang,Doudou Chang,Lili Wu,Qi Wang,Lei Guo,Liuli Wei,Binyu Xu,Chunjie Li*,and Congli Wang*. Early soybean-nematode interactions: transcriptomic responses of Meloidogyne incognita at the pre-Parasitic stage and metabolomic profiling of root exudates. Phytopathology,2025,115: 701-717.
6.Minghui Huang#,Ye Jiang#,Ruifeng Qin,Dan Jiang,Doudou Chang,Zhongyan Tian,Chunjie Li* and Congli Wang*. Full-Length transcriptional analysis of the same soybean genotype with compatible and incompatible reactions to Heterodera glycines reveals nematode infection activating plant defense response. Frontiers in Plant Science,2022,13: 866322.
授權(quán)專利：
1.姜野，王從麗，李春杰，黃銘慧，秦瑞峰，蔣丹，常豆豆，謝倚帆，趙亞男.大豆孢囊線蟲基因Hg-goa-1、其編碼蛋白及其dsRNA在線蟲防治中的應(yīng)用，ZL 202211474247.8，授權(quán)公告日：2023年09月08日
2.姜野，王從麗，李春杰，黃銘慧，秦瑞峰，蔣丹，常豆豆，謝倚帆，趙亞男.大豆孢囊線蟲基因Hg-osm-9、其編碼蛋白及其dsRNA在線蟲防治中的應(yīng)用，ZL 202211466943.4，授權(quán)公告日：2023年09月29日
3.姜野，蔣丹，王從麗，李春杰，黃銘慧，常豆豆，竇悅文，吳黎黎，王琪，郭磊，韋柳利，徐彬鈺.大豆孢囊線蟲基因Hg-tax-4及其在線蟲防治中的應(yīng)用，ZL 2025102200218 230，權(quán)公告日：2025年10月22日
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