生物行移动版

50年来，世界大豆作物都依赖于利用抗孢囊线虫的大豆品种，但人们一直不清楚这些植物是如何击退孢囊线虫的。如今，抗性大豆植物的秘密终于被揭开。令人惊讶的是，在大豆中与抗孢囊线虫相关的基因，竟然也与人类疾病如淋巴细胞白血病、脊柱裂和心血管病等有关。来自密苏里大学的研究人员及其同事将这一突破性成果发表在10月15日的《自然》（Nature）杂志上。

论文的共同作者、密苏里大学Bond生命科学中心植物科学副教授Melissa Mitchum说：“九年前，当我开始研究大豆抗孢囊线虫的分子基础时，努力去鉴别相关的基因，我从未料想到会如此复杂。这一导致抗孢囊线虫的基因完全出乎意料。该基因编码丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT），在自然界中普遍存在，存在于包括动物和植物在内的不同物种中。在人类中，SHMT基因突变可导致叶酸缺乏。叶酸是一种对细胞生成和维持至关重要的维生素B，与多种疾病相关。”

Mitchum研究小组与南伊利诺伊大学的Khalid Meksem课题组合作，精确定位了该基因在大豆基因组中的位置。他们随后发现，来自正常抗病品种但带有突变SHMT基因形式的大豆植物，丧失了对孢囊线虫的抗性。在另一项实验中，利用两种不同的基因沉默技术关闭SHMT基因，这些大豆也变得易感。第三种测试是将SHMT基因的抗性形式导入通常易感的大豆中，发现这些植物获得了抗性。

“植物育种者可以立即利用我们的研究结果。我们现在知道在培育抗性品种时应寻找哪些基因。孢囊线虫抗性可以直接插入到重要的商业大豆品种中。对于农民来说，开发大豆孢囊线虫病（SCN）新抗性品种的进程将大大加快。孢囊线虫形成了自己的自然防御方式，希望我们的发现能为提高大豆抗病品种的持久性铺平道路。”

尽管植物育种者现在就可以利用Mitchum的发现，她和她的研究小组辨别出孢囊线虫抗性的技术细节可能还需十年时间。到目前为止，她们发现有两种SHMT基因突变改变了酶的活性，从而为植物提供抗性。与Dmitry Korkin研究小组一起，她们发现缺陷酶的功能失常主要发生在酶的结合口袋区域，该区域是酶与其他分子相互作用的位点。但这究竟如何影响孢囊线虫，目前仍不清楚。

（生物通：何嫱）